【摘要】：煤矸石膠結(jié)充填材料是破碎煤矸石、粉煤灰、水泥和水的拌合物,其中煤矸石和粉煤灰的用量分別達(dá)950kg/m3和380kg/m3。將煤矸石膠結(jié)充填材料充填到井下采空區(qū)支撐上覆巖層,可以有效控制地表沉陷、開(kāi)發(fā)利用煤礦地下空間,同時(shí)實(shí)現(xiàn)煤矸石和粉煤灰的資源化利用。然而,長(zhǎng)距離管道泵送要求新拌料漿具有較高的流動(dòng)性,高流動(dòng)性的料漿的屈服應(yīng)力和塑性粘度較低,在澆筑到模板后的靜置過(guò)程中易發(fā)生靜態(tài)離析。靜態(tài)離析嚴(yán)重劣化充填體的力學(xué)性能和耐久性能,因此,本文圍繞煤矸石膠結(jié)充填材料靜態(tài)抗離析性能的影響因素、測(cè)試方法和評(píng)價(jià)模型展開(kāi)研究,主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:1)研究了煤矸石、粉煤灰、水泥的物理化學(xué)性質(zhì)和減水劑的基本性能,結(jié)果表明:煤矸石粗骨料的表觀密度(約2680 kg/m3)遠(yuǎn)大于新拌料漿的表觀密度(約1800 kg/m3),在靜置過(guò)程中易發(fā)生沉降。2)利用響應(yīng)面法研究了粉煤灰用量、細(xì)矸率和質(zhì)量濃度對(duì)煤矸石膠結(jié)充填材料靜態(tài)抗離析性能的影響及交互影響,并研究了靜態(tài)離析與流變特性之間的關(guān)系,結(jié)果表明:降低粉煤灰用量或增加質(zhì)量濃度可以提高煤矸石膠結(jié)充填材料的靜態(tài)抗離析性能;細(xì)矸率為33%時(shí),煤矸石膠結(jié)充填材料具有良好的流動(dòng)性能和適宜的靜態(tài)抗離析性能;三因素中質(zhì)量濃度對(duì)靜態(tài)抗離析性能的影響最顯著,細(xì)矸率次之,粉煤灰用量再次之;質(zhì)量濃度與細(xì)矸率對(duì)靜態(tài)抗離析性能的交互作用最顯著;隨著塑性粘度的增大,靜態(tài)抗離析性能呈現(xiàn)出上升趨勢(shì),但二者之間不具有數(shù)量關(guān)系。3)研究了用超聲波法評(píng)價(jià)煤矸石膠結(jié)充填材料靜態(tài)抗離析性能的可行性,及靜態(tài)離析對(duì)充填體沿垂向強(qiáng)度分布的影響,結(jié)果表明:依據(jù)試驗(yàn)?zāi)＞唔敳苛蠞{和底部料漿中超聲波的傳播速度計(jì)算得到靜態(tài)離析率,靜態(tài)離析率可以精確表征煤矸石膠結(jié)充填材料的靜態(tài)抗離析性能;利用28d齡期充填體頂部、中部和底部超聲波的傳播速度計(jì)算得到硬化靜態(tài)離析率,硬化靜態(tài)離析率能精確評(píng)價(jià)煤矸石膠結(jié)充填材料的靜態(tài)抗離析性能;28d齡期充填體沿垂向強(qiáng)度分布不均勻,充填體頂部強(qiáng)度比中部強(qiáng)度降低可達(dá)31%。4)推導(dǎo)了粗矸石顆粒在新拌料漿中的最終沉降速度計(jì)算模型,代入試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸分析得到的表觀密度預(yù)測(cè)模型和塑性粘度預(yù)測(cè)模型,得到煤矸石膠結(jié)充填材料靜態(tài)抗離析性能評(píng)價(jià)模型,評(píng)價(jià)模型以煤矸石骨料特性參數(shù)和充填材料關(guān)鍵配合比參數(shù)為變量;試驗(yàn)測(cè)量汾西礦業(yè)有限責(zé)任公司新陽(yáng)礦煤矸石的骨料特性參數(shù),代入上述評(píng)價(jià)模型,求模型在礦用配合比參數(shù)范圍內(nèi)的最小值,得到煤矸石膠結(jié)充填材料靜態(tài)抗離析性能最佳時(shí)對(duì)應(yīng)的配合比參數(shù)為:粉煤灰用量400kg/m3、細(xì)矸率35%、質(zhì)量濃度82%。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TD849.5
【圖文】：

圖 1-1 粗骨料顆粒受力分析ure 1-1 Force analysis of a single pa了顆粒級(jí)配對(duì)尾砂充填膏體靜均粒徑和粒徑分散系數(shù)兩個(gè)參 11 種骨料級(jí)配，并通過(guò)改進(jìn)分散系數(shù)的合理范圍，試驗(yàn)結(jié) μm 顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為約束條徑分散系數(shù)為 1.43~1.45，平質(zhì)量濃度對(duì)尾砂充填膏體靜態(tài)度與初始濃度呈正相關(guān)，靜態(tài)顆粒粒徑分布的差異將影響充粉煤灰用量對(duì)煤矸石膠結(jié)充填

（a）VSI=2 （b）VSI=3圖 1-2 不同穩(wěn)定性等級(jí)的自密實(shí)混凝土試樣Figure 1-2 Mixtures with different VSI電子圖像分析法依據(jù)骨料和料漿的色差通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件分析硬化混凝土剖面照片得到剖面上骨料的分布狀況[32]。該方法所需的試件尺寸和制作方法與硬化視覺(jué)穩(wěn)定性指數(shù)法相同，待混凝土試件硬化后將試件剖開(kāi)并用相機(jī)對(duì)剖面進(jìn)行成像，然后使用特殊的分析軟件計(jì)算試件剖面四個(gè)高度范圍內(nèi)的骨料面積，通過(guò)比較骨料面積對(duì)混凝土拌和物的靜態(tài)抗離析性能作出評(píng)價(jià)。柱狀法是另一種納入 ASTM 標(biāo)準(zhǔn)的自密實(shí)混凝土靜態(tài)抗離析性能評(píng)價(jià)方法，是以200mm×660mm 的標(biāo)準(zhǔn)圓柱體試模中上節(jié)與下節(jié)混凝土拌合物中大于 4.75mm 的粗骨料的質(zhì)量差異來(lái)反映混凝土拌合物的靜態(tài)抗離析性能[36]。試驗(yàn)時(shí)首先讓拌合物在試模中靜停（15 1）分鐘，接著在 20 分鐘內(nèi)用取料器將圓柱體分為上、中、下三節(jié)，然后用4.75mm 的標(biāo)準(zhǔn)方孔篩將頂節(jié)和底節(jié)混凝土拌合物中的粗骨料洗出并將其擦至面干狀態(tài)

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 徐盧俊;葉燕華;李炎;姚榮;;自密實(shí)混凝土流動(dòng)性能與抗離析性能數(shù)值分析[J];混凝土;2016年11期

2 徐長(zhǎng)偉;張陽(yáng);楊夢(mèng)卉;高杰;;礦物摻合料對(duì)輕骨料混凝土抗離析性能影響的研究[J];混凝土;2012年09期

3 徐長(zhǎng)偉;王志軍;高杰;楊夢(mèng)卉;;纖維對(duì)輕骨料混凝土抗離析性能影響的研究[J];混凝土;2012年05期

4 馮冀平;;淺談自密實(shí)混凝土的性能及應(yīng)用[J];門窗;2017年04期

5 魏建國(guó);李平;付其林;;瀝青碎石抗離析性能評(píng)價(jià)體系[J];中國(guó)公路學(xué)報(bào);2014年07期

6 毛世輝;楊正宏;;大流動(dòng)性陶粒混凝土抗離析性能改善的研究[J];新型建筑材料;2008年12期

7 王建棟;吳愛(ài)祥;王貽明;王洪江;彭乃兵;;粗骨料膏體抗離析性能評(píng)價(jià)模型與實(shí)驗(yàn)研究[J];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2016年05期

8 郭海濱;勝利橋上部結(jié)構(gòu)C_(50)砼的配制[J];濰坊高等�？茖W(xué)校學(xué)報(bào);2000年01期

9 黃新菊;;0C35自密實(shí)混凝土的配制與應(yīng)用[J];廣東建材;2015年09期

10 朱憲榮,王瑜,張風(fēng)林,孫啟坡,王玉蘭;BB肥的生產(chǎn)[J];磷肥與復(fù)肥;2001年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前5條

1 何濤;趙青林;徐奇威;劉源強(qiáng);馬磊;;高水灰比超細(xì)灌漿材料抗離析性能及干縮性能研究[A];第三屆全國(guó)商品砂漿學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2009年

2 龍光銀;孫清臣;鐘旭;;自密實(shí)混凝土在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[A];全國(guó)模板腳手架工程創(chuàng)新技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2017年

3 馬保國(guó);王慧賢;歐志華;程志斌;;增稠劑對(duì)自密實(shí)混凝土工作性能的影響[A];2011年混凝土與水泥制品學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2011年

4 楊樹(shù)桐;岳小強(qiáng);仝堯;;自密實(shí)廢棄塑料改性輕質(zhì)混凝土工作性能研究[A];第23屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅱ冊(cè)）[C];2014年

5 黃炳周;;自密實(shí)混凝土及其發(fā)展對(duì)策[A];福建省第九屆水利水電青年學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 李宏志;考慮抗離析性能的瀝青碎石平衡設(shè)計(jì)方法研究[D];長(zhǎng)沙理工大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 李慶東;煤矸石膠結(jié)充填材料靜態(tài)抗離析性能研究[D];太原理工大學(xué);2019年

2 徐林強(qiáng);摻增粘劑對(duì)自密實(shí)混凝土性能的影響[D];浙江工業(yè)大學(xué);2015年

3 戴煒;膨脹自密實(shí)混凝土的配制及工程應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2012年

4 李進(jìn)銳;高速鐵路板式軌道充填層自密實(shí)混凝土性能研究[D];武漢理工大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2739399