粉煤灰在礦山膠結(jié)充填中的應(yīng)用 粉煤灰的低成本超細(xì)分級(jí)

粉煤灰主要由于該系列產(chǎn)品比表面積可達(dá)700-3000㎡/kg，細(xì)度比水泥和S95礦粉等細(xì)的多，比硅灰等球形度高，流動(dòng)性、分散性好，且主要化學(xué)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(rùn)滑、解絮、分散、致密等物理作用，另一方面該產(chǎn)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(shí)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(duì)水泥石和混凝土強(qiáng)度及耐久性不利的物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)，生成對(duì)水泥石和混凝土強(qiáng)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(xué)兩個(gè)方面作用下，改善了新拌混凝土的工作性如：流動(dòng)性好、保水性好、不泌水、不離析、坍落度經(jīng)時(shí)損失小、泵送性好等優(yōu)點(diǎn)。改善漿體與集料界面的粘結(jié)度，減少硬化混凝土的孔隙，減小孔徑，致密結(jié)構(gòu)及體積穩(wěn)定性，增強(qiáng)混凝土抵御各種化學(xué)侵蝕和抑制堿集料反應(yīng)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(jié)充填中的應(yīng)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(jìn)行“二次反應(yīng)”，在表面形成火山灰質(zhì)反應(yīng)生成物，與水泥硬化體晶格堅(jiān)固地結(jié)合，進(jìn)而增加齡期強(qiáng)度，提高充填體的抗?jié)B性和耐久性。粉煤灰加工設(shè)備很多，比如粉煤灰分選機(jī)、粉煤灰粉碎機(jī)。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(diào)節(jié)膠凝量和膠凝過程的功能，以及與水泥整體的協(xié)和功能等，起到了使充填體性能改善和質(zhì)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(jù)粉煤灰和不同的膠結(jié)料配合，可把粉煤灰在膠結(jié)充填中的主要應(yīng)用研究分為：粉煤灰+水泥膠結(jié)充填、粉煤灰+其他膠結(jié)料膠結(jié)充填、粉煤灰+水泥+激發(fā)劑膠結(jié)充填，其中以粉煤灰+水泥膠結(jié)充填的研究較多。

粉煤灰+水泥膠結(jié)充填

大量的水泥充填到井下，給礦LLI帶來了很大的成本負(fù)擔(dān)，為降低成本，很多學(xué)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(shí)驗(yàn)室、半工業(yè)、工業(yè)試驗(yàn)研究。

在分析粉煤灰反應(yīng)機(jī)理的基礎(chǔ)上，劉堅(jiān)通過粉煤灰替代水泥試驗(yàn)，得出：摻加一定量的粉煤灰，可以提高試塊的強(qiáng)度，水泥：粉煤灰：尾砂=1：O：8的90d充填試塊的強(qiáng)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(qiáng)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(jié)性能。

正輝通過對(duì)粉煤灰取代水泥的不同齡期的強(qiáng)度試驗(yàn)研究，結(jié)果表明：粉煤灰逐漸替代水泥時(shí)，充填體的3d、7d和28d抗壓強(qiáng)度均呈遞減趨勢(shì)，其中3d強(qiáng)度趨勢(shì)變化較為激烈，而7d和28d強(qiáng)度變化趨勢(shì)比較緩和，說明粉煤灰對(duì)充填體的早期強(qiáng)度影響嚴(yán)重，對(duì)充填體后期影響不嚴(yán)重。

田冬梅等基于煤矸石和粉煤灰物理和化學(xué)性質(zhì)分析的基礎(chǔ)上，通過大量試驗(yàn)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(shí)，7d硬化體單軸抗壓強(qiáng)度能達(dá)1.13MPa，28d能達(dá)1.78MPa。

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