本文關(guān)鍵詞：再生頂板大摻量粉煤灰高水膠結(jié)材料的研究

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【摘要】：我國(guó)煤炭資源豐富,其分布特點(diǎn)在于,厚煤層儲(chǔ)、產(chǎn)量很豐富,約占原煤總的儲(chǔ)、產(chǎn)量45%;另外煤礦“三下”壓煤量很大,并且,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展,煤炭資源持續(xù)大量的開采消耗,致使“三下”壓煤量占總量的比例越來越大。而對(duì)于地下厚煤層以及“三下”煤層的開采,為了防止在開采過程中所引起的地表淪陷,建筑、耕地的破壞,山體滑坡以及采空區(qū)自燃火災(zāi),分層開采及煤層采空區(qū)灌漿充填切實(shí)可行的途徑,本論文主要從高水膠結(jié)材料的硫鋁酸鹽水泥制備、石膏-石灰組分設(shè)計(jì)、水固比以及摻合料的摻入入手改善高水膠結(jié)材料的性能,分析各項(xiàng)因素對(duì)高水材料的性能的影響規(guī)律,進(jìn)而保證了工作面安全穩(wěn)定,提高了煤回采率。論文通過對(duì)高水膠結(jié)材料凝結(jié)時(shí)間、析水率與結(jié)實(shí)率、材料粘度、強(qiáng)度以及內(nèi)部反應(yīng)溫度等各項(xiàng)性能的測(cè)定來優(yōu)化材料配比,改善高水材料的性能。并利用XRD和SEM現(xiàn)代技術(shù)對(duì)高水材料固結(jié)體進(jìn)行微觀表征分析,通過上述研究得到如下結(jié)論:(1)硫鋁酸鹽水泥的礦物成分對(duì)高水膠結(jié)材料的各項(xiàng)性能均有影響。C4A3-S/β-C2S相對(duì)比值越大,越有利于改善高水膠結(jié)材料的性能。故隨著水泥C2摻量的遞增,即β-C2S增加,C4A3-S減少對(duì)高水膠結(jié)材料的性能均有不利的影響。其凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng),摻20%水泥C2與不摻的相比,凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)了38%;高水膠結(jié)材料的析水率增大,結(jié)實(shí)率減小;材料的強(qiáng)度降低很多,水泥C2摻量為5%和20%的1d抗壓強(qiáng)度比0%摻量分別降低了26.3%和38.5%;但對(duì)降低材料反應(yīng)溫度卻不明顯。(2)石膏的溶解特性對(duì)高水膠結(jié)材料的性能有影響。通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比得出,無(wú)水硬石膏是更適合于本論文所研究的高水膠結(jié)材料制備用的原材料。(3)不同石膏石灰的比例對(duì)高水膠結(jié)材料的凝結(jié)時(shí)間、材料的析水率和結(jié)實(shí)率的影響并不是很大,石膏石灰比例從65/35到95/5變化,高水膠結(jié)材料的凝結(jié)時(shí)間時(shí)間均在15-20min內(nèi);材料的析水率都不超過2%,結(jié)實(shí)率均在95%以上;對(duì)材料的強(qiáng)度影響呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。根據(jù)整體性能的對(duì)比,在石膏石灰比例為80/20時(shí),各項(xiàng)性能趨向最優(yōu)。(4)在水固比相同的條件下,高水膠結(jié)材料凝結(jié)時(shí)間隨粉煤灰參量的增加而延長(zhǎng),在粉煤灰摻量相同的條件下,其凝結(jié)時(shí)間隨水固比的增大而增加。不同水固比體系下粉煤灰摻量對(duì)高水膠結(jié)材料的析水率和結(jié)實(shí)率的影響不是很明顯。水固比和粉煤灰摻量對(duì)高水材料強(qiáng)度和內(nèi)部放熱量的影響較為明顯。在水固比為1:1,粉煤灰摻量為60%時(shí),其1d的抗壓強(qiáng)度為2.1MPa,7d為2.8MPa,并且內(nèi)部反應(yīng)溫度由空白組的42.9℃下降至34.9℃。(5)改變不同水固比體系下粉煤灰摻量可以有效的降低高水膠結(jié)材料的經(jīng)濟(jì)成本,在水固比為1:1,粉煤灰摻量為60%,與水固比為2:1,粉煤灰材料為0%的對(duì)照組相比較,其強(qiáng)度相差不大,但成本降低了54.6%之多。
【關(guān)鍵詞】：高水膠結(jié)材料 粉煤灰 硫鋁酸鹽水泥 石膏-石灰 內(nèi)部溫度
【學(xué)位授予單位】：安徽建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ536.4;TD823.7
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-24
• 1.1 研究背景和選題意義11-12
• 1.2 再生頂板膠結(jié)料的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 再生頂板對(duì)膠結(jié)材料的基本要求12-13
• 1.2.2 再生頂板膠結(jié)料的發(fā)展歷程13-16
• 1.3 高水材料的基本性能及水化機(jī)理16-21
• 1.3.1 高水材料的基本性能16-19
• 1.3.2 高水材料的水化機(jī)理19-21
• 1.4 高水材料目前存在的不足21-22
• 1.5 本課題研究目標(biāo)、內(nèi)容和技術(shù)路線22-24
• 1.5.1 研究目標(biāo)22-23
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容23
• 1.5.3 技術(shù)路線23-24
• 第2章 高水膠結(jié)材料用硫鋁酸鹽水泥的制備24-41
• 2.1 原材料和試驗(yàn)方法24-29
• 2.1.1 試驗(yàn)原材料與設(shè)備24-25
• 2.1.2 試驗(yàn)方法25-29
• 2.2 硫鋁酸鹽水泥熟料的制備29-32
• 2.2.1 硫鋁酸鹽水泥熟料設(shè)計(jì)29
• 2.2.2 熟料的礦物組成計(jì)算29-30
• 2.2.3 水泥生料的配制及燒成30-32
• 2.3 硫鋁酸鹽水泥不同礦物組成的形成熱力學(xué)32-34
• 2.3.1 礦物成分分析32-33
• 2.3.2 DSC-TG熱分析33-34
• 2.4 硫鋁酸鹽水泥礦物組成對(duì)高水膠結(jié)材料性能的影響34-40
• 2.4.1 試驗(yàn)配合比34-35
• 2.4.2 凝結(jié)時(shí)間35-36
• 2.4.3 析水率和結(jié)石率36-37
• 2.4.4 粘度37-38
• 2.4.5 抗壓強(qiáng)度38-39
• 2.4.6 彈性模量39
• 2.4.7 內(nèi)部溫度39-40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 第3章 高水膠結(jié)材料用石膏-石灰組分設(shè)計(jì)41-54
• 3.1 原材料和試驗(yàn)方法41
• 3.1.1 試驗(yàn)原材料與設(shè)備41
• 3.1.2 試驗(yàn)方法41
• 3.2 高水膠結(jié)材料用石膏的研究41-47
• 3.2.1 石膏種類對(duì)高水膠結(jié)材料礦物組成的影響41-43
• 3.2.2 石膏種類對(duì)高水膠結(jié)材料性能的影響43-47
• 3.3 石膏石灰比例對(duì)高水膠結(jié)材料性能的影響47-50
• 3.3.1 試驗(yàn)配合比47-48
• 3.3.2 石膏石灰比例對(duì)高水膠結(jié)材料性能的影響48-50
• 3.4 微觀表征50-53
• 3.5 本章小結(jié)53-54
• 第4章 大摻量粉煤灰高水膠結(jié)材料的性能54-65
• 4.1 原材料和試驗(yàn)方法54-56
• 4.1.1 試驗(yàn)原材料與設(shè)備54-55
• 4.1.2 試驗(yàn)方法55-56
• 4.1.3 試驗(yàn)配合比56
• 4.2 大摻量粉煤灰對(duì)高水膠結(jié)材料性能的影響56-60
• 4.2.1 凝結(jié)時(shí)間56-57
• 4.2.2 析水率和結(jié)實(shí)率57-59
• 4.2.3 抗壓強(qiáng)度59
• 4.2.4 內(nèi)部溫度59-60
• 4.3 微觀表征60-63
• 4.4 經(jīng)濟(jì)成本分析63
• 4.5 本章小結(jié)63-65
• 第5章 結(jié)論與展望65-67
• 5.1 結(jié)論65-66
• 5.2 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 致謝72-73
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果73

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 代生福;李永峰;;我國(guó)經(jīng)濟(jì)新常態(tài)背景下的煤炭企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略[J];能源技術(shù)與管理;2015年06期

2 姜立萍;黃磊;;粉煤灰的綜合利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J];煤化工;2015年02期

3 趙云龍;王海琳;于懷磊;;充填開采技術(shù)研究淺析[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào);2014年33期

4 謝輝;劉長(zhǎng)武;;含水率對(duì)高水材料結(jié)石體變形特性的影響分析[J];四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版);2013年S1期

5 于麗梅;王發(fā)剛;王R，

本文編號(hào)：772911