纳米氮化硅复配三乙醇胺激活粉煤灰对煤矿封孔材料早强性能的研究

针对煤矿封孔材料在井下高温高湿环境中存在的早期强度不足、凝结时间不稳定、流动度不佳等问题,采用一部分粉煤灰替代普通硅酸盐水泥,结合纳米Si3N4复配有机早强组分三乙醇胺(TEA),借助早期抗压强度、凝结时间、流动性、XRD、电镜扫描(SEM)和热重(TG-DSC)等力学参数试验和微观结构分析,研究纳米Si3N4复配三乙醇胺对粉煤灰封孔材料的早强性能的影响和粉煤灰激发效果。结果显示,当纳米Si3N4质量比2%,粉煤灰质量比10%、三乙醇胺质量比为0.05%时,水泥样品早强性能最优,其1,3,7,28d抗压强度分别达到8.92,22.35,29.78,57.36 MPa,较空白水泥样品分别提升了32.7%、39.9%、36.7%、39.6%,且其流动性优异,凝结时间明显缩短。根据XRD、SEM和热重等微观结构分析,纳米Si3N4复合三乙醇胺能有效促进粉煤灰活性的激发,水泥的水化反应速度加快,生成更多的硅酸盐以及水化硅酸钙包裹在粉煤灰颗粒四周,各凝胶之间相互穿插,使得内部结构稳定致密,水泥材料的早期性能和耐久性得到了提高。     

纳米SiC复配PVA对矿用水泥基封孔材料早强性能的影响

为改善水泥基封孔材料在煤矿工作环境中存在的早期强度低、自收缩、流失率高等缺陷,以水泥为基础添加纳米SiC同时复配高分子材料聚乙烯醇(PVA),通过抗压强度、流动度、凝结时间、XRD、电镜扫描(SEM)、热重(TG-DTG)等力学性能测试和微观结构分析,研究纳米SiC复配PVA对水泥基封孔材料性能的影响。试验结论：当添加纳米SiC质量比为0.3%,PVA质量比为0.2%时,对水泥样品早期强度有较为明显的提升,其1 d、3 d、7 d、28 d的抗压强度分别达到15.441 MPa、26.091 MPa、34.273 MPa、48.673 MPa,相较于同龄期空白组分别提升了115.45%、50.33%、24.39%、39.89%,且终初凝时间明显缩短。根据微观结构分析,添加纳米SiC和PVA的试验组内部更为紧密均匀,纳米SiC填补了试样内部空隙,降低了孔隙率,同时二者形成互相穿插的膜状结构,改善了水泥内部构造;高分子膜能够提高水泥的抗压、抗拉性能,带来更为优异的结构强度。     

复合早强剂对大掺量粉煤灰水泥性能的影响

针对粉煤灰等量替代在水泥基矿用封孔材料中导致水泥基材料早期强度不足、凝结时间长等问题,选取氟铝酸钙、氢氧化钙、三乙醇胺3种早强剂进行掺配得到大掺量粉煤灰掺合水泥,从早期强度、流动性、凝结时间等方面研究早强剂对OPC-FA早期性能的影响和激发粉煤灰活性效果.结果 表明:当C11·A7 ·CaF2质量比为2％、Ca(OH)...     

煤矿瓦斯抽采钻孔新型封孔剂在磨心坡煤矿的应用

为了解决水泥砂浆封孔不严、瓦斯抽放浓度低、抽放效果较差的问题,开发了一种改性聚氨酯双组分专用瓦斯抽采钻孔封孔剂。介绍了该封孔剂在磨心坡煤矿的应用施工工艺技术,分析总结了封孔材料、工艺改进后的瓦斯抽放效果。实践表明,该封孔剂密封性较好,钻孔瓦斯抽放浓度、抽放量均有明显提高,且适用于快速密封不同深度、孔径及角度的瓦斯抽放钻孔和注水钻孔。     

封孔等待时间对瓦斯压力快速测定的影响

煤层瓦斯压力的测定除了与煤层的原始瓦斯压力、煤层的透气性大小和围岩等自然因素有关外,还与封孔效率、封孔工艺及封孔质量等人为因素有关。文章研究了钻孔形成后到钻孔密封生效这段时间的长短对瓦斯压力快速测定的影响,用有限差分法和FORTRAN对测压钻孔瓦斯流动方程进行数值计算,得出封孔等待时间的长短对快速测压的影响。     

利用磷石膏开发替代水泥的早强充填胶凝材料

金川矿山周边堆放有大量的固体废弃物磷石膏,而金川矿山充填法采矿对胶凝材料有大量的需求。为了降低充填采矿成本,实现废弃物的资源化利用,保护矿山环境,以磷石膏为主要原料,进行了早强型充填胶凝材料的开发研究,并依据磷石膏基胶凝材料水化3 d的SEM图片对胶凝材料的水化机理进行了分析。结果表明,胶凝材料中生石灰、NaOH、磷石膏、芒硝的质量分数分别为4%、2%、30%和1.5%的情况下,3、7、28 d的抗压强度分别为3.46、5.57、9.56 MPa,早期强度明显超过设计要求。SEM分析表明,磷石膏基胶凝材料水化反应生成水化硅酸钙凝胶和钙矾石对充填体的强度起着决定性的作用。该磷石膏基早强型胶凝材料可替代现场的32.5#水泥。     

环境矿物材料对吸水树脂性能的影响

利用三种环境矿物材料(杭锦土,膨润土,硅藻土)合成了吸水树脂,测定了各类吸水树脂的凝胶强度、老化率、吸水倍数和失水速率等性能,并通过矿物粒径分析和三种树脂SEM分析得出:与未添加矿物的树脂相比,三种分别添加了10%的膨润土、杭锦土和硅藻土的吸水树脂具有较高的吸水倍数和较低的失水速率,且与膨润土和硅藻土相比杭锦土合成的吸水树脂具有更大的凝胶强度、更低的老化率、更高的吸水倍数.     

不同膨胀剂对复合水泥封孔材料性能的影响

为了研究不同膨胀剂对复合水泥封孔材料性能的影响,通过实验对比分析了不同比例钠基膨润土、铝粉掺入量对试样极限抗压强度、膨胀率、渗透率的影响。结果表明:钠基膨润土比例的增加显著降低了试样的极限抗压强度,铝粉比例的增加对试样强度影响不明显;随着不同膨胀剂比例的增加,试样的膨胀率均提升3倍以上;试样渗透率与进出口气体平均压力的倒数之间存在良好的线性关系,随着膨胀剂比例的增加,材料的渗透率均呈现先减小后增大的规律。     

巷道围岩应力变化规律及其对封孔质量的影响作用

 摘要：封孔质量与巷道围岩应力变化规律关系密切,对准确测定煤层瓦斯压力具有十分重要的作用。本文应用FLAC软件建立了巷道岩体模型,模拟了巷道周围不同位置点围岩应力的变化特征,提出了封孔最小长度应超过围岩应力变化趋于平衡点位置的观点;分析了围岩应力变化对封孔质量的影响,通过曲线拟合得出了封孔最小长度随围岩应力呈幂函数变化的规律,并与现场封孔的实测数据进行了对比验证。研究结果对现场准确封孔测压具有十分重要的理论指导意义。     

早强剂对全尾砂胶结充填材料强度发展的影响

本文对水泥工业中常用的早强剂在全尾砂胶结充填材料中的作用进行了试验研究。结果表明 ,Na2 SO4、Na2 CO3、CaCl2 、NaOH在全尾砂胶结充填材料中都没明显的早强作用 ;NaOH对全尾砂胶结充填料有塑化作用。     

浅谈熟料中SO3对水泥性能的影响

金能集团金牛股份公司水泥厂拥有2条2500t/d熟料的新型干法水泥生产线.由于所用烟煤SO3,较高,进厂烟煤来源地不一,煤质变化较大,导致熟料中SO3,普遍较高,且波动较大.文章以2005～2006年生产数据为依据,对该厂熟料SO3含量高低对水泥性能的影响进行了归纳和分析.     

氧化石墨烯对水泥基材料力学性能的影响研究

采用改进Hummers法和超声波分散法制备氧化石墨烯(GO)片层分散液,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪和热重分析(TGA)仪对GO-水泥砂浆复合材料进行表征,研究GO掺量与水泥砂浆复合材料抗压、抗拉强度的相关性,并从微观角度揭示GO掺量对水泥砂浆的调控机理。结果表明,GO最佳掺量为水泥质量0.1%,此掺量下复合材料的抗拉强度和抗压强度分别提高37.5%和77.2%。适量GO能促进水泥砂浆水化晶体生长,改变晶体尺寸和形状,实现对水泥砂浆微观结构的调控。     

粉煤灰对煤矿充填膏体性能的影响

为探讨粉煤灰对煤矿充填膏体性能的影响,试验采用坍落度试验和流变试验综合评价膏体流变性,通过干缩变形研究其长期稳定性及对接顶性能的影响,研究了水泥、煤矸石用量及膏体浓度不变的情况下粉煤灰掺量64.2%~69.8%,膏体流变性、泌水率、抗压强度和干缩率的变化情况。结果表明:1随粉煤灰掺量的增加,膏体流变性减弱,黏聚性增强,泌水率减小。2随粉煤灰掺量的增大,不同龄期膏体抗压强度变化不同,3 d强度变化不大,在0.5 MPa左右;7 d强度呈先增后降的趋势,在66.7%掺量时最大达到2.5 MPa;14 d强度于67.8%掺量前在4 MPa上下变化,在68.9%掺量时达到6.9 MPa;28 d强度发展缓慢,与14 d变化趋势相似。7~14 d水化作用显著,强度增长量能达到28 d强度的40%~60%。3膏体的干缩量随粉煤灰用量增加而减小,与龄期近似满足对数关系。且膏体干缩量曲线160 d开始趋于平稳,干缩率不超过0.2%。     

孔间距对深部煤层钻孔周围裂隙演化及封孔深度的影响

为提高深部低渗透煤层瓦斯的抽采效率和效果,最易实现的方法是缩小钻孔间距,但在实际应用中存在瓦斯浓度衰减快的问题。为剖析其本质原因,以某矿深部煤层钻孔为背景,采用ABAQUS软件对不同间距钻孔形成过程中的裂隙分布情况进行分析。结果表明：巷道松动圈裂隙带分布在巷道周围7.3 m范围内;钻孔施工后,钻孔裂隙区与巷道裂隙区发生叠加;钻孔间距为2、1、0.5 m对应的钻孔间裂隙沟通长度分别为8、10.5、17 m,裂隙沟通效应显著,形成了钻孔漏风通道。通过拟合发现,随着钻孔间距的减小,钻孔裂隙沟通面积的增量呈线性增加,而封孔深度呈指数增长。现场试验表明,当钻孔间距为0.5 m时,封孔深度18 m的钻孔比封孔深度为9 m的钻孔瓦斯纯流量增加1.65倍,有效提高了瓦斯抽采效果。     

水玻璃改性水泥对细粒尾矿胶结性能的影响

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。为了研究水玻璃对水泥水化反应和细粒尾矿胶结充填材料（CTB）性能的影响机理,采用抗压强度测试、X射线衍射（XRD）、热重（TG）、扫描电子显微镜(SEM)等技术手段探究了水玻璃掺量对CTB抗压强度以及水泥水化产物和微观形貌的影响。结果表明,在一定范围内,水玻璃的掺入能够消耗试样中的Ca(OH)₂,生成大量C-S-H凝胶,形成致密的微观结构,有助于强度的快速发展。由于水泥体系中的Ca(OH)₂被完全消耗,水玻璃掺量的进一步增加并未显著提高C-S-H凝胶的生成量,导致CTB抗压强度的强度增长幅度减弱。     

生石灰/焙烧改性电解锰渣对水泥混凝土性能的影响

改性处理是提高电解锰渣（Electrolytic manganese residue,简称EMR）胶凝活性的有效方法。采用添加改性剂（生石灰）和焙烧两种方法对电解锰渣进行改性预处理,研究了添加不同电解锰渣掺合量和不同焙烧温度下电解锰渣对混凝土力学性能的影响规律。研究结果表明:掺合量为3%～10%的改性电解锰渣和300～500 ℃焙烧电解锰渣制备的混凝土在龄期28 d时分别获得40.1～43.5 MPa和36.6～42.7 MPa的抗压强度;当改性电解锰渣掺合量为10%时,掺合生石灰改性和450 ℃焙烧条件下电解锰渣的混凝土抗压强度较未掺合电解锰渣混凝土试块抗压强度分别提高了2 MPa和5 MPa;经生石灰改性和450 ℃条件下焙烧1 h,电解锰渣中CaSO₄·0.5H₂O全部转化为CaSO₄·2H₂O和硬石膏;掺合生石灰改性和450 ℃焙烧条件下电解锰渣制备的混凝土生成了更多的C-S-H凝胶和AFt,混凝土力学性能增强。表明CaSO₄·2H₂O和硬石膏能够促进水化作用,可提高混凝土早期的抗压强度和抗折强度。      

水灰比对锚固材料力学性能影响研究

水灰比是影响材料性能的基本参数之一,为了得到最佳的水灰比,文章通过设计5个水灰比梯度以控制变量的方式对锚固材料力学性能和材料工况进行了实验研究,得出,当水灰比为0.4时,锚固材料初终凝时间分别为5.32 min、10.61 min;锚固材料28 d抗压强度为56.52 MPa、抗折强度为8.91 MPa;研究结果表明当水灰比为0.4时,锚固材料具有较高的力学性能,并且此时锚固材料和易性性能较好,搅拌阻力较小;实验结果具有一定的工程指导意义。     

原料配比对煤矸石膏体工作性能和抗压强度的影响

针对充填材料成本过高、性能欠优的状况,结合煤矸石等大宗固废资源化再利用等问题,以煤矸石为骨料,粉煤灰、矿渣和水泥为胶凝材料,聚羧酸减水剂和水玻璃为外加剂,制备早强型煤矸石膏体充填材料。重点研究了胶凝材料用量及配比对煤矸石膏体工作性能和抗压强度的影响,结果表明,随着胶凝材料用量的减少,新鲜膏体坍落度先增大后减小,泌水率先减小后增大,胶凝材料最佳用量约为25%;随着胶凝材料中水泥掺比量的减少和矿渣用量的增加,膏体坍落度小幅增加,膏体试块3～28 d的抗压强度稳步上升,煤矸石膏体制备原料最优配比为煤矸石∶粉煤灰∶矿渣粉∶水泥=75∶13∶6∶6,而新鲜膏体坍落度为26.5 cm, 1 h后坍落度为25.1 cm,泌水率为6.21%,膏体无分层离析现象;膏体2 h后抗压强度可达0.06 MPa, 28 d抗压强度可达10.5 MPa。     

无碱液体速凝剂对掺不同石膏的水泥性能影响

研究无碱液体速凝剂对不同石膏种类及掺量水泥性能的影响.凝结时间、抗压强度试验结果表明,随着水泥中石膏含量增加,水泥净浆凝结时间减少,砂浆1 d抗压强度略有增加;相同掺量下,掺二水石膏的水泥净浆凝结时间最短,掺半水石膏凝结时间最长,掺无水石膏的水泥胶砂1 d抗压强度最高,掺半水石膏抗压强度最低.水化温度、X射线衍射(XR...     

矿用高水材料的组分对其性能与微结构的影响

通过实验综合研究高水速凝材料各组分对其工作性能和固结体抗压强度的影响,并利用XRD与SEM研究了材料的微结构.研究证明:硫铝酸盐熟料浆(A组分)的悬浮性不如石膏与石灰(B组分)混合浆,所需悬浮剂也更多;B组分中石膏掺量在80%～85%范围内,高水速凝材料各龄期强度稳定在较高的平台.缓凝剂的加量为1.8%时A组分的凝结时间可达24h;速凝剂加量为A组分的0.050%～0.300%时,试块各龄期的同龄期强度比较稳定;水灰比为3.0时,掺入0.100%的速凝剂,试块7d的强度最高,达3.19MPa.高水材料由柱状钙矾石网络状连接而成,且含水量越高,钙矾石晶体越细小.