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作者：周柏坊;孟祥瑞;王艳芬;程详;赵光明;李英明;刘少泽;
单位：安徽理工大学煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室;安徽理工大学矿业工程学院;安徽理工大学材料科学与工程学院;安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室;山西兴县华润联盛车家庄煤业有限公司;
摘要：水灰比是影响水泥基注浆材料性能的关键因素,在不同水灰比下多组分胶凝体系水化特性会产生显著差异。为明确水灰比与矿用超细水泥体系性能的内在关联,以减水剂、膨胀剂、速凝剂为外加剂掺杂超细硅酸盐水泥制备超细水泥注浆材料(UPCGM),借助不同宏微观测试方法,探究水灰比(0.45～0.80)对UPCGM浆液性能、力学特性与结石体微观结构的影响规律,并深入解析其内在水化机理。结果表明:(1)水灰比与UPCGM浆液流动度、凝结时间成正相关性,而与结石体的体积膨胀率成负相关性;(2)随水灰比增加, UPCGM力学强度呈先增大后减小趋势,水灰比为0.50时,结石体显示出最佳力学性能,养护3 d抗压强度(33.70 MPa)比0.60～0.80水灰比提升298.82%～466.39%, 28 d抗压强度(50.70 MPa)与抗折强度(8.50MPa)分别提升18.18%～85.71%和50.44%～95.85%;(3)热力学建模、XRD、FTIR与SEM证实,水灰比的变化会影响UPCGM水化程度、水化产物、孔隙结构与密实性,其中AFt含量、尺寸随水灰比增大而增大;(4)与矿用无机加固复合砂浆(KWJG-1)对比发现, UPCGM流动度、早期抗压强度与抗折强度略低,但具有明显增强的浆液稳定性、早凝特性与后期抗压强度,水灰比0.50和0.80下养护28 d抗压强度分别比KWJG-1提高14.50%和35.48%,在巷道围岩注浆加固领域具有潜在的应用前景。
关键词：超细水泥;;水灰比;;注浆材料;;抗压强度;;水化机理
基金资助：国家自然科学基金资助项目(52374074、52204082);; 国家重点研发计划子课题资助项目(2023YFC2907600)
