本文關(guān)鍵詞：礦山堵水注漿材料膠凝及結(jié)構(gòu)演化機(jī)理研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：礦井水害已經(jīng)成為礦山建設(shè)和生產(chǎn)中的主要災(zāi)害之一。水災(zāi)害斷鏈減災(zāi)的關(guān)鍵手段之一就是應(yīng)用注漿工程對(duì)導(dǎo)水通道及空區(qū)、老隆進(jìn)行治理。水泥液漿,以及速凝水泥漿材在礦山水害治理過(guò)程中有著廣泛的應(yīng)用。但是關(guān)于其凝結(jié)機(jī)理的研究往往還停留在理論分析的層次,不能為工程實(shí)際提供可靠的依據(jù)。 注漿選取工業(yè)水泥,礦選尾砂,水玻璃速凝劑作為礦井水害材料配比的試驗(yàn)材料。首先,對(duì)材料進(jìn)行了配比試驗(yàn),獲得了不同配比漿料的主要性能參數(shù)。分析了凝結(jié)時(shí)間與抗壓強(qiáng)度這兩個(gè)對(duì)水害治理注漿材料性能影響最大的這兩個(gè)因素。其次,基于NMR技術(shù)對(duì)三種注漿漿體核磁共振T2弛豫特性以及孔隙率特性進(jìn)行了研究。最后,在此基礎(chǔ)之上探討了三種配比的注漿漿料在不同齡期時(shí)其顯微結(jié)構(gòu)的特性和變化。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)雙液注漿材料的凝結(jié)時(shí)間隨著速凝劑摻量的增加而下降,達(dá)到一定程度后,速凝劑不再具有速凝效果。在試驗(yàn)配比范圍內(nèi),當(dāng)速凝漿及主漿體積比為0.5：1時(shí)凝結(jié)時(shí)間最短。速凝劑的摻入顯著提高了雙液漿的早期強(qiáng)度,但犧牲了漿料后期強(qiáng)度發(fā)展的潛力。速凝劑摻量的越高,注漿材料的強(qiáng)度也越低。 通過(guò)注漿材料核磁共振橫向弛豫時(shí)間的變化趨勢(shì),可以推斷漿體中毛細(xì)孔隙逐步向更小的凝膠孔結(jié)構(gòu)發(fā)展。這是由于隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行,水化產(chǎn)物不斷生長(zhǎng)填充了原有的孔隙造成的。其中純水泥漿孔隙最小。速凝劑漿體中大孔隙向小孔隙演化的趨勢(shì)最弱。尾砂的加入,延長(zhǎng)了膠凝時(shí)間,但是其中的活性成分對(duì)注漿材料的后期水化有著一定作用。 注漿漿體內(nèi)部呈蜂窩狀網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu),但是其網(wǎng)格結(jié)構(gòu)差異顯著。純水泥漿體形成的結(jié)構(gòu)最為致密,網(wǎng)格孔隙在10微米級(jí)。速凝水泥中,結(jié)構(gòu)網(wǎng)格間孔隙以及網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)尺寸都最大,達(dá)到了100微米級(jí)。注漿材料的抗壓強(qiáng)度與其結(jié)構(gòu)的致密程度相關(guān),純水泥漿料的結(jié)構(gòu)隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行逐漸發(fā)展,而添加了速凝劑的漿料雖然能夠取得較高的早期強(qiáng)度。但是,有水化反應(yīng)所引起的結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)則受到了阻礙。因此,其后期強(qiáng)度遠(yuǎn)不如純水泥注漿材料。圖58張,表9張,
【關(guān)鍵詞】：礦山水害 注漿材料 MNR 顯微結(jié)構(gòu) 水化反應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TD745
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-24
• 1.1 研究背景及意義11-17
• 1.1.1 選題背景11-12
• 1.1.2 礦山水害災(zāi)害鏈及斷減災(zāi)關(guān)鍵技術(shù)12-17
• 1.2 研究綜述17-22
• 1.2.1 注漿材料研究現(xiàn)狀17-19
• 1.2.2 基于NMR技術(shù)在膠凝機(jī)理研究現(xiàn)狀19-20
• 1.2.3 膠凝機(jī)理顯微結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀20-22
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線22-24
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容22
• 1.3.2 技術(shù)路線22-24
• 2 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方法24-31
• 2.1 試驗(yàn)原料與特性24-25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法25-30
• 2.2.1 注漿材料性能實(shí)驗(yàn)方法25-28
• 2.2.2 基于NMR的漿體水化演化及孔隙率實(shí)驗(yàn)28
• 2.2.3 顯微結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)28-30
• 2.3 小結(jié)30-31
• 3 注漿材料膠凝及強(qiáng)度規(guī)律31-43
• 3.1 水泥凝結(jié)機(jī)理及速凝作用原理31-33
• 3.1.1 水泥水化化學(xué)過(guò)程31-32
• 3.1.2 速凝劑對(duì)水泥速凝的作用原理32-33
• 3.2 膠凝時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析33-39
• 3.2.1 凝結(jié)時(shí)間配比方案及實(shí)驗(yàn)結(jié)果33-35
• 3.2.2 主漿析水率及比重的變化規(guī)律35-36
• 3.2.3 凝結(jié)時(shí)間規(guī)律36-39
• 3.3 強(qiáng)度試驗(yàn)配比方案及結(jié)果39-42
• 3.3.1 強(qiáng)度試驗(yàn)配比方案與結(jié)果39-40
• 3.3.2 速凝劑及尾砂摻量對(duì)漿體強(qiáng)度的影響規(guī)律40-41
• 3.3.3 雙液漿強(qiáng)度失效機(jī)理探討41-42
• 3.4 小結(jié)42-43
• 4 基于NMR的膠凝機(jī)理研究43-64
• 4.1. NMR核磁共振原理43-45
• 4.1.1 原子核磁性43
• 4.1.2 極化43-44
• 4.1.3 脈沖翻轉(zhuǎn)44
• 4.1.4 弛豫現(xiàn)象44-45
• 4.2 注漿材料中水分的核磁共振弛豫機(jī)制45-49
• 4.2.1 孔隙介質(zhì)的核磁共振弛豫理論45-47
• 4.2.2 多指數(shù)衰減47-48
• 4.2.3 注漿材料的中水分的構(gòu)成48-49
• 4.2.4 不同水分的核磁共振弛豫特性49
• 4.3 核磁共振實(shí)驗(yàn)設(shè)備49-51
• 4.3.1 核磁共振試驗(yàn)分析系統(tǒng)49-50
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)控制50-51
• 4.4 NMR注漿材料的水分組分演化研究51-62
• 4.4.1 試驗(yàn)材料51
• 4.4.2 注漿材料配比51
• 4.4.3 注漿材料中水分的組分研究51-53
• 4.4.4 注漿材料中水分隨水化反應(yīng)的演化規(guī)律53-56
• 4.4.5 注漿材料水化差異過(guò)程差異研究56-61
• 4.4.6 可蒸發(fā)水含量演化規(guī)律61-62
• 4.5 小結(jié)62-64
• 5 注漿材料顯微結(jié)構(gòu)比較分析64-79
• 5.1 注漿材料顯微結(jié)構(gòu)分析原理與方法64-71
• 5.1.1 晶體64-66
• 5.1.2 晶體光學(xué)66-68
• 5.1.3 不透明礦物的光反射性質(zhì)68-71
• 5.1.4 反光偏振顯微鏡的原理71
• 5.2 顯微結(jié)構(gòu)的研究?jī)?nèi)容71-72
• 5.3 顯微結(jié)構(gòu)分析研究72-78
• 5.3.1 試驗(yàn)配比72
• 5.3.2 水化組成的顯微結(jié)構(gòu)分析72-73
• 5.3.3 注漿材料凝結(jié)體結(jié)構(gòu)的顯微結(jié)構(gòu)分析73-77
• 5.3.4 注漿體中孔隙,裂隙,和斷裂的顯微結(jié)構(gòu)77-78
• 5.4 小結(jié)78-79
• 6 結(jié)論與展望79-82
• 6.1 主要結(jié)論79-80
• 6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)80
• 6.3 研究展望80-82
• 參考文獻(xiàn)82-87
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要成果目錄87-88
• 致謝88

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：礦山堵水注漿材料膠凝及結(jié)構(gòu)演化機(jī)理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：280184