基于固體廢棄物的礦井充填膠固粉性能研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)煤炭資源的開采程度逐漸提高，建筑物下、鐵路下、水體下和承壓水上的壓煤的開采成為我國(guó)煤礦面臨的亟需解決的問(wèn)題。煤炭充填開采能夠有效的解決壓煤現(xiàn)狀，充填專用膠結(jié)料作為采礦充填法的主要環(huán)節(jié)之一，在礦井充填開采工藝中占據(jù)了重要地位。目前諸多煤礦類企業(yè)在創(chuàng)造大量經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也產(chǎn)生了大量工業(yè)固廢物，如鹽泥、芒硝、電石渣和粉煤灰等。以委托此項(xiàng)目公司為例，公司每年固體廢棄物產(chǎn)量為：鹽泥500t/年，電石渣40萬(wàn)t/年，芒硝220

2、00t/年，粉煤灰14萬(wàn)t/年?？梢?，公司每年的工業(yè)固體廢棄物數(shù)量龐大，根據(jù)電石渣、鹽泥、粉煤灰等工業(yè)廢棄物的化學(xué)成分以及礦物成分看出，他們是重要的資源性的原料，再生利用價(jià)值較大。因此把這些固體廢棄物作為礦用膠凝材料的生產(chǎn)原料。
　　本文進(jìn)行了對(duì)膠凝材料XRD測(cè)試以及圖譜分析、對(duì)膠凝材料SEM測(cè)試以及圖片分析、對(duì)膠凝材料化學(xué)結(jié)合水量測(cè)定、對(duì)膠凝材料凝結(jié)時(shí)間的測(cè)試、對(duì)膠凝材料力學(xué)性能的測(cè)定、對(duì)膠凝材料Ca(OH)2含量的測(cè)定等一系列

3、工作，旨在從更有效的利用資源角度出發(fā)研究膠凝材料的配合比設(shè)計(jì)。為了充分激發(fā)粉煤灰、電石渣、石粉等工業(yè)廢棄物的活性，借助X射線衍射儀（XRD）和掃描電鏡（SEM）等高精度儀器，分析了不同材料、不同摻量制成的膠凝材料的物相組成和微觀結(jié)構(gòu)，并利用凝結(jié)時(shí)間、抗壓強(qiáng)度、化學(xué)結(jié)合水量和Ca(OH)2含量等實(shí)驗(yàn)參數(shù)，從定量和定性兩個(gè)方面表征了不同材料單一及復(fù)摻對(duì)膠凝材料性能的不同影響，提高礦用膠凝材料的實(shí)用性能，完成了膠凝材料配合比設(shè)計(jì)。
　　

4、實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論：粉煤灰定量實(shí)驗(yàn)表明在凝結(jié)時(shí)間方面，隨著粉煤灰摻量增加凝結(jié)時(shí)間變長(zhǎng)；在同一齡期的條件下30％粉煤灰摻量組的抗壓強(qiáng)度與其他摻量組相比最大；化學(xué)結(jié)合水的量最多，能夠生成更多的水化產(chǎn)物；SEM測(cè)試表明，添加30%的粉煤灰礦用充填膠固粉的微觀形貌更加密實(shí)。石膏實(shí)驗(yàn)結(jié)果：4%摻量的石膏對(duì)粉煤灰基膠固粉的促進(jìn)效果最好，該膠凝材料的3d和28d抗壓強(qiáng)度相比未添加石膏的膠固粉分別提高了23.8%、25.2%；隨石膏摻量的增大，凝結(jié)時(shí)間隨之增

5、大；摻加4%石膏后膠固粉的水化產(chǎn)物量和其他相比組顯然增大；加入4%石膏的膠固粉具有更加密實(shí)的微觀形。鋼渣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：鋼渣摻量的變化對(duì)膠固粉性能影響顯著；在相同齡期下，摻量4%鋼渣的膠凝材料能夠生成更多的水化產(chǎn)物，且微觀結(jié)構(gòu)更加致密，抗壓強(qiáng)度最大。電石渣實(shí)驗(yàn)結(jié)果：在凝結(jié)時(shí)間方面，電石渣摻量的增大，凝結(jié)時(shí)間隨之降低；在抗壓強(qiáng)度方面，1%摻量的電石渣組相比較其他摻量組使膠凝材料的強(qiáng)度最大；能夠生成更多的水化產(chǎn)物；通過(guò)SEM觀測(cè)表明，膠凝材料的