泵送早强混凝土墙体充填材料的研究与应用
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方 混凝 土 的用 水 量 ， 后 根 据 粗 骨 料 的 最 大 粒 径 和 水 然
是国外较多运用 的一 种巷旁支 护充填材 料 ， 内煤矿 国
较少使用。矸 石充填 的缺 点是强 度较低 ， 压缩 变形量
大， 加之工作 面矸石来源有限 ， 目前多用 于薄煤层工作 面充填。混凝 土是 近几年新 兴的一种 巷旁充 填材料 ，
不大于 １ ％ ， ０ 其最 大粒径与输送 管径 之 比应 符合表 ２ 要求。砂 子要求 通过 ３ １ ｒ ．５ ｍ筛 孔 ， 粒含 量应 不少 ａ 颗 于 １ ％。为降低 成本 ， ５ 一般选 用纯 熟料 硅 酸盐 水泥 、 普通硅 酸盐水 泥、 渣硅酸盐水 泥和粉 煤灰硅 酸盐水 矿
料 的最 大 粒 径 确定 单 方混 凝 土 的用 水量 ， 后 根 据 粗 骨料 的 最 大粒 径 和 水 灰 比选 择 适 当 的 砂 率 ， 后 即可 根 据 容 重 法或 体 积 法 确定 砂 和 石 子 然 最
的用 量 ． 过 试 配 和调 整 完成 混 凝土 的 配合 比。 经
关 键 词 充 填 材 料
选用 Ｔ Ｚ一１ 型早强剂 和 Ｔ 一１型减水 剂。研究表 明 ， Ｊ
作者简介 ： 民（ ９５一） 男 ， 贾 １６ ， 山东邹城人 ， 硕士研究 生学历 ， 现任
粉煤灰参量 为 １％ 比较合 理。其配 比与 塌落 度和 抗 ５
压强度关系见表 ２ 。
济宁二号煤矿矿长、 高级工程师。
２１年 期 ０１ 第２
泥 ， 宜 采 用 火 山 灰质 硅 酸 盐水 泥 。 不
表 １ 材 料 规 格 及 参 数
名称
水 泥
巷旁支护充填 墙 ， 主要 承受沿空 留巷采 空侧 顶板
岩层的重量 ， 求能够及 时承载 ， 早强越好 ， 要 越 一般要
求 １ｈ 达 到设 计 强 度 的 ４ ％ 。 为 此 ， 凝 土 需 采 用 ６应 ０ 混
为了便于就地取 材和降低成本 ， 采用第 二种方 法。为
此， 需要确定基准混凝 土配制。
１ ２ 早 强 混 凝 土 配 合 比 ．
混凝土的配合 比设计取决 于水灰 比、 用水 量和砂 率三个参 数 ， 由混凝 土 的配制 强度和水 泥 的实 际强度 得到水灰 比， 根据 塌落度和粗 骨料 的最 大粒径确 定单
表 ２ 外 加 剂 参 量 及 试 验 结 果
互瞧晨 技 甜ｌ
表 ５ 综合评分 法计算结果
早 强 混 凝土 配合 比 特 性
文 献 标识 码 Ａ
中 图分 类 号 Ｔ ８３ ７ Ｄ ２ ．
目前 ， 国内外沿空 留巷 巷旁支护 的充填材 料主要
有高水 材料 、 石膏 、 采空区矸石和混凝土等 。高水材料 缺点是后期大量脱水 、 强度锐减 ， 难以适应 二次采动压 力影响 ， 加之成本较 高 ， 限制 了其推广应用。石 膏材料
产地 规格
中联 牌 Ｒ ２ ５硅 酸 盐水 泥 ４．
参数
备 注
充填对生产造成影响 ；３ 混凝 土拌 合物均质性好 ， （） 集
料与水泥浆必须不能离析及 泌水 ；４ 凝结时 间适 中。 （） 鉴于 国内煤 矿 目前 的施 工工 艺较 为落后 ， 而且 一般不 使用 大批 的特殊施工设备 ， 因此要求初凝 时间长 ， 终凝
ｌ８ ｌ
东 差 舛技
２１年 期 ０１ 第２
泵 送 早 强 混 凝 土 墙体 充 填 材 料 的 研 究 与 应 用
贾 民
（ 州煤 业 股份 有 限公 司济 宁二 号煤 矿 ． 东 济 宁 ２ ２７ ） 充 山 ７ ０２ ’
摘
要
混凝土的配合比设计取决 于水灰 比、 用水量和 砂率三个参数 ， 由混凝土 的配制 强度和水泥的实 际强度 得到水灰 比， 根据塌落度和 粗骨
水
自 来水
使用年 限较长 ，ห้องสมุดไป่ตู้后期强度 和物理力学性能稳定 ， 能够稳
定承载 ， 以减少维修费用 。 目前一般采用 三种 方法 来达 到上述 要求 ： １ 采 （） 用“ 快硬早强” 型特种水泥 ；２ 使用普通硅酸盐水 泥 ， （） 配合早 强剂及 多种外 加剂 ；３ 掺加特种矿 物掺合料 。 （）
特点是成本低 廉 、 力学性 能优 良、 施工 工艺简单 ， 但是 必须要对其配合 比进行确定 。
１ 泵 送 早 强 混 凝 土 研 究
１ １ 性 能 要 求 ．
灰 比选择适 当的砂 率 ， 最后 即可 根据容 重法或体 积法
确 定 砂 和 石 子 的用 量 ， 过 试 配 和 调 整 完 成 混 凝 土 的 经 配合 比。 试验材料主要性能 及要求 如表 １ 示。其 中， 所 粗 集 料 （ 石 和碎 石 ） 用 连 续 级 配 ， 片 状 颗 粒 含 量 应 卵 采 针
砂子 石子 粉煤灰
复合 早 强 剂 复合 减 水 剂
济宁产河砂 济宁产粒径碎石 兖矿电厂 自产粉煤灰
Ｔ Ｚ一１型早 强 剂 Ｔ 一１型 减水 剂 Ｊ
平均直径 ３ ４ｎ ．ｒ ｍ 粗砂 Ｉ区 ５—２ ｒｍ ０ ａ
时间短 ， 以保证 “ 快硬早强 ” （ ） ；５ 后期 性能稳定 。要求
泵送早 强混 凝 土， 求具 备 以下特 点 ： １ 流动 性好 ， 要 （） 塌落度在 １ ２ ｃ 水平 泵送时不 低于 １ｃ 以便 于 ８～ ２ｍ， ２ｍ， 管路输 送 ； ２ “ （ ） 快硬 早强 ” 要 求抗 压 强度 １ ｈ达 到 ， ２ ４ ａ以上 ， ＭＰ 能够及 时承载 ， 以确保施 工速度 ， 尽量避免
・ 稿 日期 ：Ｏ １— ４—１ 收 ２ｌ ０ ８
为提高混 凝 土早 期 强 度 （ 后期 强 度 无 显著 影 对 响 ）缩短 混凝土凝 结时 间 ， ， 一般 要 添加早 强剂 （ 促凝 剂） 。同时为 了加速水 泥水 化速度 ， 提高流动 性 ， 减少 了塌 落度损失 ， 促进混凝 土早期强度的发展 ， 一般还需 要添加具有 减水 增强功能 的减水剂 。经过 大量试 验 ，
是国外较多运用 的一 种巷旁支 护充填材 料 ， 内煤矿 国
较少使用。矸 石充填 的缺 点是强 度较低 ， 压缩 变形量
大， 加之工作 面矸石来源有限 ， 目前多用 于薄煤层工作 面充填。混凝 土是 近几年新 兴的一种 巷旁充 填材料 ，
不大于 １ ％ ， ０ 其最 大粒径与输送 管径 之 比应 符合表 ２ 要求。砂 子要求 通过 ３ １ ｒ ．５ ｍ筛 孔 ， 粒含 量应 不少 ａ 颗 于 １ ％。为降低 成本 ， ５ 一般选 用纯 熟料 硅 酸盐 水泥 、 普通硅 酸盐水 泥、 渣硅酸盐水 泥和粉 煤灰硅 酸盐水 矿
料 的最 大 粒 径 确定 单 方混 凝 土 的用 水量 ， 后 根 据 粗 骨料 的 最 大粒 径 和 水 灰 比选 择 适 当 的 砂 率 ， 后 即可 根 据 容 重 法或 体 积 法 确定 砂 和 石 子 然 最
的用 量 ． 过 试 配 和调 整 完成 混 凝土 的 配合 比。 经
关 键 词 充 填 材 料
选用 Ｔ Ｚ一１ 型早强剂 和 Ｔ 一１型减水 剂。研究表 明 ， Ｊ
作者简介 ： 民（ ９５一） 男 ， 贾 １６ ， 山东邹城人 ， 硕士研究 生学历 ， 现任
粉煤灰参量 为 １％ 比较合 理。其配 比与 塌落 度和 抗 ５
压强度关系见表 ２ 。
济宁二号煤矿矿长、 高级工程师。
２１年 期 ０１ 第２
泥 ， 宜 采 用 火 山 灰质 硅 酸 盐水 泥 。 不
表 １ 材 料 规 格 及 参 数
名称
水 泥
巷旁支护充填 墙 ， 主要 承受沿空 留巷采 空侧 顶板
岩层的重量 ， 求能够及 时承载 ， 早强越好 ， 要 越 一般要
求 １ｈ 达 到设 计 强 度 的 ４ ％ 。 为 此 ， 凝 土 需 采 用 ６应 ０ 混
为了便于就地取 材和降低成本 ， 采用第 二种方 法。为
此， 需要确定基准混凝 土配制。
１ ２ 早 强 混 凝 土 配 合 比 ．
混凝土的配合 比设计取决 于水灰 比、 用水 量和砂 率三个参 数 ， 由混凝 土 的配制 强度和水 泥 的实 际强度 得到水灰 比， 根据 塌落度和粗 骨料 的最 大粒径确 定单
表 ２ 外 加 剂 参 量 及 试 验 结 果
互瞧晨 技 甜ｌ
表 ５ 综合评分 法计算结果
早 强 混 凝土 配合 比 特 性
文 献 标识 码 Ａ
中 图分 类 号 Ｔ ８３ ７ Ｄ ２ ．
目前 ， 国内外沿空 留巷 巷旁支护 的充填材 料主要
有高水 材料 、 石膏 、 采空区矸石和混凝土等 。高水材料 缺点是后期大量脱水 、 强度锐减 ， 难以适应 二次采动压 力影响 ， 加之成本较 高 ， 限制 了其推广应用。石 膏材料
产地 规格
中联 牌 Ｒ ２ ５硅 酸 盐水 泥 ４．
参数
备 注
充填对生产造成影响 ；３ 混凝 土拌 合物均质性好 ， （） 集
料与水泥浆必须不能离析及 泌水 ；４ 凝结时 间适 中。 （） 鉴于 国内煤 矿 目前 的施 工工 艺较 为落后 ， 而且 一般不 使用 大批 的特殊施工设备 ， 因此要求初凝 时间长 ， 终凝
ｌ８ ｌ
东 差 舛技
２１年 期 ０１ 第２
泵 送 早 强 混 凝 土 墙体 充 填 材 料 的 研 究 与 应 用
贾 民
（ 州煤 业 股份 有 限公 司济 宁二 号煤 矿 ． 东 济 宁 ２ ２７ ） 充 山 ７ ０２ ’
摘
要
混凝土的配合比设计取决 于水灰 比、 用水量和 砂率三个参数 ， 由混凝土 的配制 强度和水泥的实 际强度 得到水灰 比， 根据塌落度和 粗骨
水
自 来水
使用年 限较长 ，ห้องสมุดไป่ตู้后期强度 和物理力学性能稳定 ， 能够稳
定承载 ， 以减少维修费用 。 目前一般采用 三种 方法 来达 到上述 要求 ： １ 采 （） 用“ 快硬早强” 型特种水泥 ；２ 使用普通硅酸盐水 泥 ， （） 配合早 强剂及 多种外 加剂 ；３ 掺加特种矿 物掺合料 。 （）
特点是成本低 廉 、 力学性 能优 良、 施工 工艺简单 ， 但是 必须要对其配合 比进行确定 。
１ 泵 送 早 强 混 凝 土 研 究
１ １ 性 能 要 求 ．
灰 比选择适 当的砂 率 ， 最后 即可 根据容 重法或体 积法
确 定 砂 和 石 子 的用 量 ， 过 试 配 和 调 整 完 成 混 凝 土 的 经 配合 比。 试验材料主要性能 及要求 如表 １ 示。其 中， 所 粗 集 料 （ 石 和碎 石 ） 用 连 续 级 配 ， 片 状 颗 粒 含 量 应 卵 采 针
砂子 石子 粉煤灰
复合 早 强 剂 复合 减 水 剂
济宁产河砂 济宁产粒径碎石 兖矿电厂 自产粉煤灰
Ｔ Ｚ一１型早 强 剂 Ｔ 一１型 减水 剂 Ｊ
平均直径 ３ ４ｎ ．ｒ ｍ 粗砂 Ｉ区 ５—２ ｒｍ ０ ａ
时间短 ， 以保证 “ 快硬早强 ” （ ） ；５ 后期 性能稳定 。要求
泵送早 强混 凝 土， 求具 备 以下特 点 ： １ 流动 性好 ， 要 （） 塌落度在 １ ２ ｃ 水平 泵送时不 低于 １ｃ 以便 于 ８～ ２ｍ， ２ｍ， 管路输 送 ； ２ “ （ ） 快硬 早强 ” 要 求抗 压 强度 １ ｈ达 到 ， ２ ４ ａ以上 ， ＭＰ 能够及 时承载 ， 以确保施 工速度 ， 尽量避免
・ 稿 日期 ：Ｏ １— ４—１ 收 ２ｌ ０ ８
为提高混 凝 土早 期 强 度 （ 后期 强 度 无 显著 影 对 响 ）缩短 混凝土凝 结时 间 ， ， 一般 要 添加早 强剂 （ 促凝 剂） 。同时为 了加速水 泥水 化速度 ， 提高流动 性 ， 减少 了塌 落度损失 ， 促进混凝 土早期强度的发展 ， 一般还需 要添加具有 减水 增强功能 的减水剂 。经过 大量试 验 ，