粉煤灰在礦山膠結充填中的應用 粉煤灰的低成本超細分級

粉煤灰主要由于該系列產品比表面積可達700-3000㎡/kg，細度比水泥和S95礦粉等細的多，比硅灰等球形度高，流動性、分散性好，且主要化學成分是活性氧化硅、活性氧化鋁、活性氧化鈣等，在水泥混凝土體系中，一方面起到填充、潤滑、解絮、分散、致密等物理作用，另一方面該產品中的活性氧化硅、活性氧化鋁等活性氧化物與水泥水化時析出的氫氧化鈣晶體、水化硅酸鈣凝膠等膠凝材料、集料帶入的有效堿、硫酸鹽、氯離子等對水泥石和混凝土強度及耐久性不利的物質起化學反應，生成對水泥石和混凝土強度及耐久性有利的硅鋁酸鈣凝膠和其他有益化合物，在物理和化學兩個方面作用下，改善了新拌混凝土的工作性如：流動性好、保水性好、不泌水、不離析、坍落度經時損失小、泵送性好等優點。改善漿體與集料界面的粘結度，減少硬化混凝土的孔隙，減小孔徑，致密結構及體積穩定性，增強混凝土抵御各種化學侵蝕和抑制堿集料反應能力，顯著提高水泥石和混凝土的耐久性。

粉煤灰在礦山膠結充填中的應用

由于粉煤灰固有的火山灰活性，它能與水泥水化過程中析出的氫氧化鈣緩慢進行“二次反應”，在表面形成火山灰質反應生成物，與水泥硬化體晶格堅固地結合，進而增加齡期強度，提高充填體的抗滲性和耐久性。粉煤灰加工設備很多，比如粉煤灰分選機、粉煤灰粉碎機。此外，由于粉煤灰在充填體中具有超出火山灰活性的特殊物理功能，例如粉煤灰的減水功能、增加漿體的體積功能、填充漿體粗集料空隙功能、調節膠凝量和膠凝過程的功能，以及與水泥整體的協和功能等，起到了使充填體性能改善和質量提高的作用。

粉煤灰通常跟水泥、石灰、石膏等配合使用，根據粉煤灰和不同的膠結料配合，可把粉煤灰在膠結充填中的主要應用研究分為：粉煤灰+水泥膠結充填、粉煤灰+其他膠結料膠結充填、粉煤灰+水泥+激發劑膠結充填，其中以粉煤灰+水泥膠結充填的研究較多。

粉煤灰+水泥膠結充填

大量的水泥充填到井下，給礦LLI帶來了很大的成本負擔，為降低成本，很多學者在粉煤灰替代部分，甚至全部水泥充填到井下方面做了大量的實驗室、半工業、工業試驗研究。

在分析粉煤灰反應機理的基礎上，劉堅通過粉煤灰替代水泥試驗，得出：摻加一定量的粉煤灰，可以提高試塊的強度，水泥：粉煤灰：尾砂=1：O：8的90d充填試塊的強度均小于水泥：粉煤灰：尾砂=l：1：6、1：2：6及1：2：8的抗壓強度，充分說明了粉煤灰具有一定的活性，在一定條件下能用于礦山充填并能改善水泥的膠結性能。

正輝通過對粉煤灰取代水泥的不同齡期的強度試驗研究，結果表明：粉煤灰逐漸替代水泥時，充填體的3d、7d和28d抗壓強度均呈遞減趨勢，其中3d強度趨勢變化較為激烈，而7d和28d強度變化趨勢比較緩和，說明粉煤灰對充填體的早期強度影響嚴重，對充填體后期影響不嚴重。

田冬梅等基于煤矸石和粉煤灰物理和化學性質分析的基礎上，通過大量試驗研究得出：

水泥：粉煤灰：煤矸石=1：4：15，外加劑添量1.5%，液固比0.78時，7d硬化體單軸抗壓強度能達1.13MPa，28d能達1.78MPa。

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