硅酸盐改性聚氨酯注浆材料在煤矿井下巷道加固中的应用

针对我国煤矿煤岩体化学加固材料与技术所存在的问题,介绍了硅酸盐改性聚氨酯材料的反应机理,并研发了加固型硅酸盐改性聚氨酯材料和充填发泡型硅酸盐改性聚氨酯注浆材料。详细介绍了这2种研发材料的性能特点,并将其应用于现场实践中,实践证明研发的材料在处理煤矿井下巷道冒顶以及破碎煤岩体加固方面具有一定优越性,在一定程度上可以替代目前纯聚氨酯注浆材料,为现代化煤炭企业实现高产高效提供了技术支持。

矿用硅酸盐改性聚氨酯注浆加固材料的微观结构解析

为了深入解析矿用硅酸盐改性聚氨酯注浆加固材料的微观结构,并了解微观结构对宏观强度的影响规律;推断了该体系涉及的主要反应及反应过程;利用扫描电子显微镜(SEM)表征了复合体系的微观相分布,利用能谱分析仪(EDS)并采用面扫法定性地表征了元素富集状态,同时采用点扫法定量表征了各相所含主要元素及原子百分比;研究了微观结构对宏观强度的影响规律。结果表明:硅酸盐改性聚氨酯固结体呈现三相分布,分别是高分子连续相、硅酸聚合物(或二氧化硅)微球相和碳酸钠针晶相;微观结构上无序的相分布易造成应力集中,宏观上表现为材料力学强度下降。

催化剂对硅酸盐改性聚氨酯注浆材料力学性能的研究

通过调节催化剂的种类及比例,制备了硅酸盐改性聚氨酯(WG/PU)注浆材料。测定注浆材料的固化时间和力学性能,分析催化剂对注浆材料力学性能的影响。实验结果表明,固化时间和催化剂的种类对注浆材料的力学性能有较大影响,反应活性较低,三聚催化剂会使注浆材料的力学性能有较为显著的提升,当使用ZR-70和KAc的复合催化剂时,粘接强度和抗压强度分别为4.23 MPa和61.70 MPa;当使用A33和DMP-30的复合催化剂时,粘接强度和抗压强度分别为3.14 MPa和59.72 MPa。

影响硅酸盐改性聚氨酯加固材料粘接强度因素的研究

基于硅酸盐改性的聚氨酯加固材料注入到煤岩体中,交联生成的凝胶体在粘接强度方面下降的问题,研究了粘接试样厚度的控制、粘接片的表面处理和胶接时材料的状态等因素对硅酸盐改性的聚氨酯加固材料粘接强度的影响。实验结果表明:使用导线或小玻璃球控制粘接样片厚度的效果相同,粘接强度最高可达4.6 MPa;使用硝酸处理后的铜片作为粘结片时,其粘接强度最高可达4.97 MPa;在粘结试剂混合均匀后40 s内制样,其粘接强度最高可达4.61 MPa。

硫铝酸钙改性硅酸盐水泥熟料的制备及水泥性能的研究进展

硫铝酸钙改性硅酸盐水泥熟料既有硅酸盐水泥熟料的特点,又具备硫铝酸盐水泥熟料的性能,该水泥熟料对粉煤灰、火山灰等混合材具有较好的复合性,该种水泥的生产对环境保护有很大的潜力。结合相关领域研究工作,对硫铝酸钙改性硅酸盐水泥熟料的制备方法以及其制备出的水泥性能进行概述,并针对硫铝酸钙改性硅酸盐水泥存在的问题提出改善办法。

改性硅酸盐水泥浆体的耐水性

研究了磷铝酸盐水泥(phosphoaluminate cement,PALC)改性的硅酸盐水泥(portland cement,PC)浆体的耐水性及其耐水机理.以胶砂力学强度、净浆耐水性指数、Ca2+及[AlO4]5-的溶出浓度3项指标评价了浆体的耐水性.结果表明:质量分数为3%～5%PALC改性的PC样品经水浸蚀1,90 d后的耐水性指数较PC的分别提高了66.7%和60.8%.改性PC样品水浸蚀1,90 d的抗压强度较PC的分别提高了90.1%和64.5%.改性PC样品浸水1,90 d Ca2+溶出浓度分别为PC的67.9%和66.4%,[AlO4]5-溶出浓度分别为PC的49.10%和50.2%.与PC样品比较,PALC改性PC样品的耐水性提高主要是由于形成了更为稳定的水化产物,而且水化产物凝胶相增多,Ca(OH)2量减低;浆体溶液的ζ电位低以及小于30 nm孔的体积增大.

改性硅酸盐水泥的水化动力学研究

将磷铝酸盐水泥熟料掺入到硅酸盐水泥中制备改性水泥,从水化动力学的角度研究其水化情况,并与硅酸盐水泥的相应行为进行了对比。首先通过测定水化放热速率、新拌水泥浆体中的Ca2+和SiO44-离子浓度、电导率及pH值研究了改性硅酸盐水泥的水化历程,并求得了水化动力学方程。其次,测定了改性硅酸盐水泥的净浆与砂浆的强度,并用XRD等分析方法初步探讨论了改性水泥的水化机理。研究发现,改性硅酸盐水泥的水化历程与硅酸盐水泥相似,也经历初始期、诱导期、加速期、减速期和稳定期,但水化放热速率明显提高;在加速期,两者的水化反应均主要由自动催化反应控制,在减速期,均主要由扩散过程控制,但反应速率常数前者明显高于后者。无论是砂浆强度,还是净浆强度,前者也均高于后者,且凝结时间相对缩短。XRD图谱显示,前者的C3S/C2S衍射峰强度的降低率高于相应龄期的硅酸盐水泥。上述结果均意味着改性硅酸盐水泥的水化速度明显高于硅酸盐水泥;水化加速的机理为磷铝酸盐熟料水化吸收了水化浆体中OH-离子,使水化体系的OH-离子浓度减少,从而加速了C3S、C2S的水化反应。

Sol-Gel法制备有机改性硅酸盐及其掺杂复合光学材料研究进展

本文介绍了sol- gel法制备有机改性硅酸盐及其掺杂光学材料 ,系统评论了有机改性硅酸盐及其掺杂光学材料近年来的研究进展 ,并对将来的研究方向进行了预测。

JC/T《硫铝酸钙改性硅酸盐水泥》行业标准介绍

硅酸盐系列水泥作为应用最广泛的建筑材料，具有可塑性强、性能稳定、生产成本低的特点，其熟料矿物以硅酸三钙为主，通过液相烧成，铝酸三钙等熔剂矿物的存在必不可少。铝酸三钙水化速度快，水化热高，凝结时间短，早期强度高，但缺点是强度的绝对值不高，后期强度不再增长甚至出现倒缩，耐化学侵蚀性特别是抗硫酸盐腐蚀性能差，干缩性大。

硅酸盐水泥改性机理的IR曲线拟合研究

将磷铝酸盐水泥熟料掺入到硅酸盐水泥中制备的改性硅酸盐水泥具有优异的力学性能。对改性水泥IR图谱中-OH基非对称伸缩振动带进行曲线拟合,并与硅酸盐水泥进行对比,研究了磷铝酸盐水泥对硅酸盐水泥的改性机理。结果表明改性硅酸盐水泥浆体中有5种状态的"水":Ca-OH,Si(P)-OH,Al-OH/AFt结晶水、氢键水和配位水,其在各水化龄期与Si、Al结合的以OH状态存在的"水"较硅酸盐水泥多,而与Ca结合的以OH状态存在的"水"以及氢键结合的水、配位水较少,从而展现较硅酸盐水泥优异的力学性能。

硫铝酸钙改性硅酸盐水泥性能研究

研究了不同混合材种类及掺量的改性硅酸盐水泥(即阿利特硫铝酸盐水泥)性能变化,以及水泥细度、石膏掺量等对水泥性能的影响,并借助XRD等测试技术对其机理进行探讨。试验结果表明,引入无水硫铝酸钙矿物有利于提高水泥强度,且水泥表现出微膨胀性。随着水泥中混合材掺量的增大,早期强度有所降低,但水泥胶砂流变性和外加剂适应性等有所改善,且混合材种类和品质不同,其作用效果存在较大差异;水泥细度增加,有利于提高早期强度;石膏掺量对水泥性能有严重影响,应进行严格控制。

石膏对改性硅酸盐水泥性能的影响

将磷铝酸盐水泥熟料掺入硅酸盐水泥中改性后,运用XRD和SEM等测试技术,研究了石膏对改性硅酸盐水泥性能的影响。结果表明,石膏的掺入可以改善改性硅酸盐水泥的力学性能和抗冻性;在石膏掺量为3.5%时,改性硅酸盐水泥水化速度最快,硬化浆体的结构最致密,强度最高,抗冻性最好。

改性硅酸盐水泥的水化历程研究

将磷铝酸盐水泥熟料(简称:PALC)掺入硅酸盐水泥(简称:PC)对其进行改性,研究了不同磷铝酸盐水泥熟料掺量对改性硅酸盐水泥力学性能和水化历程的影响。研究结果表明,适宜的磷铝酸盐水泥熟料掺量(外掺3%)可以加速改性硅酸盐水泥的水化,提高其早期和后期强度;但掺量过多,由于磷铝酸盐水泥水化较快,产生的水化产物较致密,这些致密的水化产物包裹在C3S、C2S等水泥颗粒的外层,阻止了其进一步的水化,使改性水泥出现一个持续时间较长的第二诱导期,从而使表现出较慢的水化速率和较低的早期强度。

矿用聚氨酯加固材料解析及硅酸盐改性研究

为解决聚氨酯材料在井下应用中存在反应温度高、阻燃性差的固有性能缺陷,对聚氨酯材料进行改性,分析了硅酸盐改性聚氨酯复合材料的优越性及复合体系的反应机理,可知:硅酸钠溶液模数和波美度及预聚体中NCO含量对加固材料抗压强度和抗剪切强度的影响,为硅酸盐改性聚氨酯加固材料的配方设计提供参考。

季铵盐改性硅酸盐对bis-GMA树脂材料聚合特征的影响

目的通过溶胶-凝胶法合成季铵盐改性硅酸盐可聚合抗菌单体,将该抗菌单体整合入双酚A双甲基丙烯酸缩水甘油酯(bis-GMA)树脂,测试树脂的聚合特征。方法以正硅酸四乙酯与有机硅烷为前体,合成部分水解的季铵甲基丙烯酰氧基硅酸盐(QAMS-3PH);利用傅里叶变换红外光谱仪和LVDT直线位移传感器装置分别检测树脂聚合过程中的单体转化率和聚合收缩。结果 QAMS-3PH作为bis-GMA的稀释单体,成功降低树脂聚合收缩率,但并未降低树脂的转化率。结论抗菌性QAMS-3PH可作为bis-GMA的稀释单体,改性树脂的聚合性能。

硫铝酸钙改性硅酸盐水泥应用研究进展

硫铝酸钙改性硅酸盐水泥熟料兼具硅酸盐水泥熟料和硫铝酸盐水泥熟料的优良性能,同时该种水泥熟料对粉煤灰等火山灰类材料具有超强的活性激发效果,这使得硫铝酸钙改性硅酸盐水泥具有广阔的应用前景。主要概括了硫铝酸盐改性硅酸盐水泥的性能及水化特性,综述了该种水泥与不同矿物掺合料的复合性能以及与化学外加剂的适应性,提出了硫铝酸钙改性硅酸盐水泥存在的问题及改善措施。

硫铝酸钙改性硅酸盐水泥熟料研究进展

硫铝酸钙改性硅酸盐水泥熟料是在传统硅酸盐水泥熟料体系中引入C4A3矿物制备的一种高胶凝性水泥熟料,它具有较高的强度和较好的与混合材的复合性。本文主要概述了硫铝酸钙改性硅酸盐水泥熟料的基本特性,并讨论了该体系中矿相亚平衡关系。同时对硫铝酸钙改性硅酸盐水泥熟料烧成的技术措施以及工业生产概况进行了介绍,并提出了硫铝酸钙改性硅酸盐水泥在生产和环境保护中潜在的发展方向。

有机改性硅酸盐材料薄膜微光学元件制作研究

利用正交实验法研究相关因素对ORMOSILS(有机改性硅酸盐材料)薄膜成膜性的影响, 并通过调整陈化时间以优化复制工艺。与光敏胶微光学元件相比,复制出的微光学元件光学性能、力学性能有了较大的改善。

有机改性硅酸盐材料微光学元件制备研究

通过溶胶-凝胶方法,利用有机硅烷(GLYMO)和正硅酸乙酯(TEOS)复合,制备出有机改 性硅酸盐材料(ORMOSILS)。该材料适合复制微光学元件,凝胶网络组成分析和相分离研究表明TEOS的预水解对材料性能的重要性。柱面透镜复制结果显示,复制的微光学元件基本保持母版的周期,纵向复制相对误差10%。ORMOSILS突破纯溶胶-凝胶的膜厚极限,避免凝胶干燥收缩引起尺寸的偏差。

[SO_4]^(2-)阴离子团对改性硅酸盐水泥力学性能的影响

磷铝酸盐水泥（简称PALC）是以P-O和Al-O为主阴离子团的新型胶凝材料，文献岬将其掺入与以Si-O为主阴离子团普通硅酸盐水泥（OPC）制备的改型硅酸盐水泥具有良好的力学性能和耐水性。本文借助于X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等手段研究了[SO4]^2-阴离子团对改性水泥力学性能的影响。