煤矸石凝石似膏体充填材料的制备及其性能

第35卷第6期煤 炭 学 报V o.l 35 N o .6 2010年

6月

J OURNAL OF C H I N A COAL SOC I ETY

June

2010

文章编号:0253-9993(2010)06-0896-04

煤矸石凝石似膏体充填材料的制备及其性能

崔增娣

1,2

,孙恒虎

2

(1 山东科技大学矿山灾害预防控制教育部重点实验室,山东青岛 266510;2 U n i vers it y of the Pacific ,S t ockton C aliforn ia 95211,USA )

摘 要:针对煤矸石大量堆存引起严重的生态环境问题的现状,在仿地成岩凝石思想指导下,以实现煤矸石的大宗高效利用为目的,开展了煤矸石凝石似膏体充填材料的制备及其性能研究。在研究煤矸石物相组成及热力学特性的基础上,研究了煤矸石凝石似膏体充填材料的物理性能和力学

性能,并对比研究了水泥混凝土和以煤矸石凝石似膏体充填材料为胶凝材料的混凝土的耐久性能,结果表明,煤矸石凝石似膏体充填材料具有较好的力学性能和耐久性能,可以作为胶凝材料用于矿区似膏体充填。

关键词:煤矸石;凝石;似膏体充填材料;耐久性中图分类号:TD849 5 文献标志码:A

收稿日期:2010-04-19 责任编辑:柴海涛

作者简介:崔增娣(1969 ),女,河南新乡人,副教授。T e:l 0532-********,E -m ai:l ci ndy988@yahoo com

The preparation and properties of coal gangue based

sialite paste li ke backfill material

CU I Zeng di 1,2

,SUN H eng hu

2

(1 K e y L abora t ory of M i n ist ry of Educa ti on forM ine D isaste r P re v e n tion and Con trol ,Shandong Universit y of Sc i ence and T ec hnology ,Qingda o 266510,Chi

na;2 Un i versit y of t he Pa ci fic ,S tockton 95211,USA )

Abst ract :I n or der to m ake vast and effic i e nt use of coal gangue to resolve the serious env ironm ental and ecological proble m s caused by the extensive stockp iling o f coal gangue ,i n vesti g ated t h e preparati o n and perf o r m ances o f coal gangue based sia lite paste li k e backfillm aterial gu i d ed by the theory of si m u lation of natural r ock for m ati o n .On the basis of st u dy i n g the phase co mposition and ther m odyna m ic properti e s of coal gangue ,exp l o red the physical perfor m ance and m echanical perfor m ances o f coa l gangue based sialite paste li k e backfillm ateria,l and co mpared the durabili ty perfor m ance of concrete usi n g it as ce m entiti o usm aterialw ith o r d i n ar y Portland ce m ent concrete .The result suggests t h at coal gangue based sialite backfillm ateria l exhibits superiorm echanical and durab ility perfor m ances wh ich m ake it su itable for m ine paste like back fil.l K ey w ords :coal gangue ;sialite ;paste like back fillm ateria;l durab ility 煤矸石是采煤过程中排放出的固体废弃物,目前我国煤矸石的堆存量已超过30亿,t 形成了1500多座矸石山,占地约1 1亿m

2[1]

,而且每年以近2亿t

的速度增长。煤矸石的综合利用已经引起了国内外

学者的关注[2-6]

。由于煤矸石的固有特性,煤矸石建材资源化是解决煤矸石问题最为有效的途径。凝石

[7-8]

以地学理论为基础,利用地壳上最丰富的硅铝

质物料(包括固体废弃物,其用量可达95%以上)为主要原料配以少量的由多种矿物复合成的成岩剂,模仿大地造岩过程,采用微晶二元清洁制备技术制备而

成的硅铝基胶凝材料

[7]

。本文在凝石仿地成岩理论

指导下,将煤矸石应用于凝石似膏体充填材料的制备,研究了煤矸石凝石似膏体充填材料的物理性能、

力学性能及其混凝土的耐久性能[9-15]

。

1 试 验

1 1 原 料

本文以煤矸石为主要原料,辅以粉煤灰、矿渣、熟料、石膏及其他原料,制备煤矸石凝石。

选用的煤矸石来自北京房山。采用X 射线荧光