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题名采空区大掺量粉煤灰无机固化泡沫制备及特性研究
被引量:2
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作者
马砺
杜素
张照允
王慧
赵亮
张波
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机构
西安科技大学安全科学与工程学院
山东兖矿能源股份有限公司
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出处
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期243-251,共9页
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基金
国家自然科学基金重点项目(52174206)
陕西省高校青年创新团队项目(22JP047)。
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文摘
煤矿采空区漏风是引发煤火灾害的重要原因,传统充填堵漏材料易干裂,流动性差,成本高,因此研发出有效充填封堵漏风通道的新型材料十分必要。通过单因素变量法,以材料流动度、初凝时间、抗压强度为指标进行配比优选,研发出大掺量粉煤灰无机固化泡沫充填堵漏新材料。同时,利用红外光谱、X射线衍射仪、扫描电镜表征材料的水化过程。结果表明∶基于泡沫均匀度、发泡倍数、半衰期及析水率等参数,优选出十二烷基硫酸钠(SDS)∶辛癸基葡糖苷(APG)=1∶1,黄原胶(XG)∶瓜尔胶(GG)=1∶1的水基泡沫。研发的大掺量粉煤灰无机固化泡沫,其初凝时间与粉煤灰掺量、水灰比、泡沫掺量成正比;流动度与水灰比成正比,与粉煤灰掺量成反比,随泡沫掺量增加先上升后缓慢降低;抗压强度随粉煤灰掺量增加呈先增加后减小趋势,与水灰比和泡沫掺量呈反比关系。综合评价指标确定粉煤灰掺量为60%、水灰比为0.6、泡沫与复合浆液体积比为1∶1时,材料流动度好,为15.9 cm,初凝时间适中,为5 h,抗压强度高,28 d达到1.5 MPa。该材料的水化产物是钙矾石(AFT)以及C-S-H凝胶,由水泥先发生水化反应生成Ca(OH)2,后与粉煤灰反应生成AFT及C-S-H凝胶,提高了大掺量粉煤灰无机固化泡沫抗压强度,能够适应采空区堵漏的要求。
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关键词
大掺量粉煤灰
无机固化泡沫
抗压强度
水化反应
采空区堵漏
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Keywords
high-volume fly ash
inorganic curing foam
compressive strength
hydration reaction
leakage blocking in goaf
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分类号
TD823
[矿业工程—煤矿开采]
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