【摘要】：煤礦充填開采是目前解放“三下”壓煤，控制地表下沉的主要技術手段，而且它還能從根本上解決固體廢棄物對周圍環(huán)境的危害。但由于充填原材料的不足，嚴重制約了煤礦充填開采技術的全面實施。此外，我國每年將會產生大量的廢棄混凝土，長期堆積，既占用土地資源又污染周圍生態(tài)環(huán)境。所以，，利用廢棄混凝土制備煤礦膠結充填材料，使廢棄混凝土變廢為寶，具有重要的實際意義。本文針對矸石-廢棄混凝土膠結充填材料的配比及其受壓各個階段的聲發(fā)射特征進行研究，主要內容及結論如下： 首先，論文對煤矸石及廢棄混凝土骨料的顆粒級配、堆積密度、表觀密度、含水率、吸水率及壓碎指標值等進行研究。結果表明：1.煤矸石及廢棄混凝土細骨料的顆粒級配相差不大，而粗骨料雖均為連續(xù)粒級，但具有一定的差異性；2.廢棄混凝土細骨料和粗骨料的堆積密度、表觀密度小于煤矸石骨料，但其含水率、吸水率及壓碎指標值遠遠大于煤矸石骨料。 其次，論文利用單因素分析方法，研究了廢棄混凝土骨料對膠結充填材料坍落度、擴展度、塑性粘度、屈服應力、泌水率、抗壓強度及本構關系的影響。結果表明：1.隨著廢棄混凝土細骨料替代率的增加，充填材料的擴展度大體呈增長趨勢，而坍落度先略有減小后基本穩(wěn)定，塑性粘度及屈服應力大體呈上升趨勢，而屈服應力的波動范圍較��；2.隨著廢棄混凝土粗骨料替代率的增加，充填材料的坍落度及擴展度均呈明顯的下降趨勢，塑性粘度及屈服應力大體呈上升趨勢；3.隨著廢棄混凝土細、粗骨料替代率的增長，充填材料泌水率逐漸減小，抗壓強度大體上表現(xiàn)為先增大后減小的變化規(guī)律，在廢棄混凝土骨料替代率為50%時，抗壓強度達到其最大值，綜合分析發(fā)現(xiàn)，廢棄混凝土骨料可替代充填材料中30%~70%的煤矸石骨料；4.以廢棄混凝土為骨料制備的膠結充填材料，其應力-應變關系曲線均由上升階段和下降階段組成，上升階段變化較小，但由于廢棄混凝土骨料的作用使應力-應變關系曲線下降階段的波動性較大。 再次，運用響應面分析法在單因素分析的基礎上選擇了矸石-廢棄混凝土膠結充填材料的合理配比。結果表明：1.廢棄混凝土細骨料替代率、粗骨料替代率及水泥摻量的添加比例分別為：37%、49%、156kg/m3；2.當廢棄混凝土粗骨料替代率為40%~50%時，隨著水泥摻量的增加，充填材料坍落度快速減小，而抗壓強度增加趨勢較緩；當廢棄混凝土粗骨料替代率在50%以上時，隨水泥添加量的增大，充填材料坍落度減小趨勢逐漸變緩，而其抗壓強度的增長速度較快。 最后，研究了不同廢棄混凝土骨料替代率下矸石-廢棄混凝土膠結充填材料受壓破壞各個階段的聲發(fā)射特征。結果表明：1.當廢棄混凝土骨料替代率為30%時，膠結充填材料的振鈴計數(shù)及能率主要集中在彈性階段初期；2.當廢棄混凝土骨料替代率為50%時，膠結充填材料受壓破壞各個階段所產生的振鈴計數(shù)及能率一直處于穩(wěn)定狀態(tài)；3.而當廢棄混凝土骨料替代率為70%時，膠結充填材料的振鈴計數(shù)及能率主要集中在彈性階段初期和峰后破壞階段。
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【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD823.7

【參考文獻】

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本文編號：2338635