2014
NO.3
试验与应用
粉煤灰综合利用
FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION
基于煤研石综合利用的新型充填材料性能研究
Research on the Performance of New Filling Material based on the Utilization of Coal Gangue
封鑫，刘娟红，纪洪广
（北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083）-0012-04
摘要：采用不同粒径煤研石作充填骨料，研究水泥基充填材料和新型充填材料的流动性和抗压强度，并分析其微观结构。结果表明：当充填材料的流动性满足要求时，水泥基充填材料的28d抗压强度最高为1.5MPa，而新型充填材料的抗压强度最高达3.5MPa；粒径在1.18mm~0.075mm和0.6mm~0.075mm时，新型充填材料的28d抗压强度较水泥基的
匀；新型充填材料中的C-S-H凝胶体的Ca/Si有很大程度的降低。
关键词：煤研石；新型充填材料：流动性强度
中图分类号：TD8
文献标识码：A
文章编号：1005-8249(2014)03-0012-04
Liu Juanhong Feng Xin Ji Hongguang
University of Science and Technology Beijing. College of Civil and Environmental Engineering, Beijing 100083, China
Abstract: Through different particle of coal gangue as filling aggregate, this paper studied the mobility and compressive strength about jo uas aassdoo p a pars snsar a anosoa peakee pue aseae uig mae pe seae Bug pesaaa cement-based filling materials can be up to 1.5MPa, while new filling materials can be up to 3.5MPa when the mobility can meet the requirements; Comparing witn cement-based flling materials, the 28d compressive strength of new flling materials improved about 1.9MPa and 1.7MPa when the particle is in 1.18~0.075mm and 0.60.075mm; The microstructure showed that, aggregate and gel of new flling materials were very close, and the gel is dense,egually distributed. The Ca/Si of C-S-H gel of new flling material was greatly reduced.
Key words : Coal gangue; New flling material; Mobility ; Strength
煤研石是我国排放量最大的工业废渣，约占全国工业废渣排放总量的1/4!"。煤石露天堆放时，不仅压占大量土地，而且严重污染矿区环境2)。如何实现煤研石的合理开发与矿山地质环境保护治理工作相互融合，改善矿山地质环境和生态环境，成为矿山面临的新课题[3-4)。利用煤研石作充填骨料(5)，可以解决煤研石排放问题，消除地表贮存的煤研石对环境和水资源的污染，降低充填成本。国内外在采空区充填中，大多采用水泥作为充填胶结料。长期以来，数以万吨计的水泥耗费在了采空区的回填当中[6]。这就给矿山带来了巨大的经济压力，严重限制了在矿山充填中
*基金项目：国家自然科学基金资助项目（编号：51374036）。第一作者：封鑫（1989~），男，硕士研究生
通讯作者：刘娟红（1966-)，女，敦授，博士研究生导师。
E-mail:juanhong1966@ hotmail.como 收稿日期：2014-03-04
·12· 万方数据
的应用和发展。而且，在已有水泥作胶凝材料运用于煤研石的充填试验中，充填体的28d单轴抗压强度也仅为1个多兆帕[7-8]。因此，研制一种环保型、性能优良的无水泥新型胶凝材料已经成为了当今充填技术的主攻方向。本论文采用不同粒径煤石作充填骨料，研究新型充填材料的流动性和抗压强度，分析其微观结构，并与水泥基充填材料进行对比。
1原材料及试验方法 1.1原材料
北京水泥厂生产金隅P.042.5水泥，主要性能见表1；未燃烧破碎到不同粒径区间的煤研石，粒径组成和化学成分测定检测结果见表2和表3：无水泥新型胶凝材料，该材料由多种无机材料经过粉磨、优选、优化配制而成，呈灰白色细粉末状，无毒、无害、环保，具有水泥所不具备的良好特性，凝结时间可调、无收缩、