矿用超细水泥灌浆材料的制备及性能研究-材料学专业毕业论文.docx

安徽建筑大学本论文经答辩委员会全体委员审查,确认符合安徽建筑大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名主席:委员:导师:独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得安徽建筑大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名: 签字日期: 年 月 日导师签名: 签字日期: 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解安徽建筑大学有保留、使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于安徽建筑大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权 安徽建筑大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名: 签字日期: 年 月 日导师签名: 签字日期: 年 月 日摘 要煤炭是我国最主要的一次能源消耗,占我国能源消费总量的70%以上。在今后的几十年内,煤炭仍是我国工业化进程中的基础性能源。煤矿的开采要求满足安全、高效、绿色的条件。而在煤矿开采过程中会遇到煤层破碎不易开采、***抽采封孔不严等问题,严重影响煤矿的正常工作和安全开采。所以安全问题是煤矿开采的首要问题。由于化学灌浆材料反应温度高、有污染和有毒性、成本高;普通水泥类灌浆材料可灌性和稳定性差;粉煤灰灌浆材料强度低、粘结性差等问题,限制了灌浆材料的使用和发展。因此研究超细水泥作为灌浆材料具有一定的必然性。本文市购不同细度的超细水泥作为原材料,分析超细水泥细度对其灌浆性能的影响;参照矿用加固材料技术标准中对高分子灌浆材料性能的要求,通过实验分析得出所市购超细水泥在性能方面存在收缩较大、强度倒缩、内部反应温度高等问题;根据超细水泥灌浆材料存在的问题,选择粉煤灰、矿粉解决强度倒缩和内部反应温度高等问题,选择膨胀剂解决收缩问题,选择分散剂解决稳定性问题,通过研究材料的组成与性能的关系,得出性能调控材料的较优掺量,制备矿用超细水泥灌浆材料;研究实验配比下矿用超细水泥灌浆材料析水率、粘度、凝结时间、抗压强度、体积变化等性能的变化,并实验室模拟浆液的可灌性。分析矿用超细水泥灌浆材料性能改善机理,为进一步研究超细水泥提供依据。通过实验研究得到以下结论:(1)超细水泥的细度对其灌浆材料的性能有显著影响。随着细度的增加,超细水泥浆体的析水率减小,结石率增大;浆体的凝结时间、干燥收缩随细度的增大而降低,自身体积变形和内部温度却增大;超细水泥浆体的3d抗压强度增大,但28天强度出现倒缩,%。超细水泥浆体的孔隙率和平均孔径随细度增大而增大。(2)选择粉煤灰、矿粉、膨胀剂、分散剂等性能调控材料对超细水泥进行性能调控。得出矿物掺合料增大了浆体的析水率、干燥收缩率,减小了粘度和抗压强度,延长了凝结时间。膨胀剂的活性不同,补偿超细水泥浆体的干燥收缩也不同,且超细水泥浆体的干燥收缩率随膨胀剂掺量的增加而减小。膨润土、***纤维素醚降低了超细水泥浆体的析水率,提高了浆体的稳定性,但掺分散剂后超细水泥浆体粘度增长。(3)选择粉煤灰20%、矿粉10%、膨胀剂10%(MgO-1、UEA)、分散剂(膨润土5%、***%),进行性能实验。实验结果可知制备的矿用超细水泥材料灌浆材料较纯超细水泥干燥收缩减小,粘度增大,提高了纯超细水泥浆体的后期强度。综合矿用超细水泥灌浆材料的性能及灌浆效果分析比较,得出当MC:FA:SL:UEA:膨润土=70%:20%:10%:10%:5%时,复合超细水泥灌浆材料较纯1250目超细水泥具有较优的抗压强度、较小的干燥收缩率、较好的粘度和流动度、较好的-I-灌浆效果等。关键字:超细水泥;析水率;抗压强度;干燥收缩;内部温度-II-AbstractCoalisoneofthemostimportantprimaryenergyconsumption,accountingformorethan70%,,