矿用新型水泥-粉煤灰基喷涂堵漏风材料性能研究

采空区自燃是煤炭开采中面临的重大灾害之一,不仅会浪费煤炭资源、造成大量经济损失,还会引发事故导致人员伤亡。为了减少氧气向采空区泄漏,常常沿采空区侧煤壁喷涂堵漏风材料,以封堵因采掘活动产生的煤壁裂隙。以水泥-粉煤灰为基体材料,用羟丙基甲基纤维素(HPMC)和磷酸三丁酯(TBP)共同改性制备新型喷涂堵漏风材料。通过析水率测试、保水率测试、力学性能测试和水泥基材料与煤界面接触角测试,得出了不同掺量的HPMC和TBP对涂层性能的影响。试验结果表明,当水固比为0.5、粉煤灰掺量为20%、HPMC掺量为0.2%、TBP掺量为0.08%时,材料综合性能最佳。浆液析水率低于5%,材料7d抗压强度和抗折强度可分别达到16.70MPa和5.02MPa,相比于纯水泥-粉煤灰材料提高了6.57%和2.87%,改性后浆液与煤的初始接触角降低了21.83°。最终,根据X射线衍射分析、傅里叶红外光谱分析和扫描电子显微镜分析,得出了外加剂对水泥水化机理及微观结构的影响。