任 昂,馮國(guó)瑞,郭育霞,戚庭野,郭 軍,章 敏,康立勛,韓玉林,張丕林

(1.太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院,山西太原 030024;2.山西省綠色礦山工程技術(shù)研究中心,山西太原 030024;3.山西汾西礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司,山西介休 032000)

粉煤灰對(duì)煤礦充填膏體性能的影響

任 昂1,2,馮國(guó)瑞1,2,郭育霞1,2,戚庭野1,2,郭 軍1,2,章 敏2,康立勛1,2,韓玉林3,張丕林3

(1.太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院,山西太原 030024;2.山西省綠色礦山工程技術(shù)研究中心,山西太原 030024;3.山西汾西礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司,山西介休 032000)

為探討粉煤灰對(duì)煤礦充填膏體性能的影響,試驗(yàn)采用坍落度試驗(yàn)和流變?cè)囼?yàn)綜合評(píng)價(jià)膏體流變性,通過(guò)干縮變形研究其長(zhǎng)期穩(wěn)定性及對(duì)接頂性能的影響,研究了水泥、煤矸石用量及膏體濃度不變的情況下粉煤灰摻量64.2%～69.8%,膏體流變性、泌水率、抗壓強(qiáng)度和干縮率的變化情況。結(jié)果表明:①隨粉煤灰摻量的增加,膏體流變性減弱,黏聚性增強(qiáng),泌水率減小。②隨粉煤灰摻量的增大,不同齡期膏體抗壓強(qiáng)度變化不同,3 d強(qiáng)度變化不大,在0.5 MPa左右;7 d強(qiáng)度呈先增后降的趨勢(shì),在66.7%摻量時(shí)最大達(dá)到2.5 MPa;14 d強(qiáng)度于67.8%摻量前在4 MPa上下變化,在68.9%摻量時(shí)達(dá)到6.9 MPa;28 d強(qiáng)度發(fā)展緩慢,與14 d變化趨勢(shì)相似。7～14 d水化作用顯著,強(qiáng)度增長(zhǎng)量能達(dá)到28 d強(qiáng)度的40%～60%。③膏體的干縮量隨粉煤灰用量增加而減小,與齡期近似滿足對(duì)數(shù)關(guān)系。且膏體干縮量曲線160 d開(kāi)始趨于平穩(wěn),干縮率不超過(guò)0.2%。

煤礦充填膏體;粉煤灰用量;流變性;抗壓強(qiáng)度;干縮率

在錢(qián)鳴高院士的倡導(dǎo)下,“綠色開(kāi)采”[1]受到越來(lái)越多的重視,其分支充填開(kāi)采技術(shù)的研究和應(yīng)用愈來(lái)愈受到廣大科研工作者和工程技術(shù)人員的關(guān)注。其中煤礦膏體材料是一種性價(jià)比很高的充填材料,一般由煤矸石、粉煤灰、水和少量水泥膠結(jié)而成,經(jīng)攪拌成不需脫水,如牙膏狀[2]的漿體。漿體通過(guò)管道受泵壓或重力作用適時(shí)輸送到井下填充采空區(qū),達(dá)到控制地表沉陷,實(shí)現(xiàn)綠色采煤的目的。

很顯然,煤礦若全采全充會(huì)因?yàn)閲?yán)重的原料短缺而無(wú)法大面積推廣。節(jié)約材料采用條帶充填或構(gòu)造充填才能解決這個(gè)瓶頸,但對(duì)充填材料的性能提出新的要求。這種情況下煤礦充填膏體本質(zhì)上是一種低強(qiáng)度、高流動(dòng)性的新型混凝土,必須擁有極好的和易性,流動(dòng)性也要達(dá)到自密實(shí)的程度,同時(shí)膏體輸運(yùn)到井下后還要及時(shí)擁有一定的抗壓能力,且自身干縮量要小。因?yàn)楦煽s變形是充填體產(chǎn)生長(zhǎng)期穩(wěn)定性差及接頂率低下的重要原因之一,不僅影響材料的密實(shí)程度,還會(huì)對(duì)接頂率產(chǎn)生不利影響。研究條帶充填或構(gòu)造充填情況下膏體在粉煤灰不同摻量下干縮變形變化情況是尤為必要的。

國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者為改善泵送材料的和易性,建議摻入具有形態(tài)效應(yīng)、活性效應(yīng)和微集料效應(yīng)的粉煤灰[3]。粉煤灰可認(rèn)為是一種具有潛在火山灰活性的膠凝材料,粉煤灰摻量是指其在膠凝材料(本試驗(yàn)是水泥和粉煤灰)中的質(zhì)量含量。羅季英等[4]研究發(fā)現(xiàn),粉煤灰摻量在40%以內(nèi)時(shí),能夠配制出適合泵送的高強(qiáng)度混凝土。米文瑜[5]認(rèn)為粉煤灰摻量在40%以內(nèi)時(shí),隨摻量增加明顯改善混凝土的流動(dòng)性。施惠生等[6]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),粉煤灰降低了水泥漿體的早期抗壓強(qiáng)度,但細(xì)化了漿體孔徑。Ghosh等[7]研究認(rèn)為優(yōu)質(zhì)粉煤灰能大幅度降低混凝土的收縮。但區(qū)別于泵送混凝土,礦用充填膏體的材料要廉價(jià)、充足。用大摻量(一般指質(zhì)量大于膠凝料質(zhì)量的40%[8])廉價(jià)的粉煤灰替代水泥是必然趨勢(shì),摻量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)40%。周華強(qiáng)等[9]配制的PL,SL兩個(gè)系列充填膏體膠凝材料成本低,粉煤灰摻量達(dá)83.3%,克服了高水充填材料后期強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢的缺陷。張新國(guó)等[10]研究了粉煤灰摻量從66.7%到88.9%膏體充填材料性能的影響因素,認(rèn)為相同質(zhì)量濃度條件下,粉煤灰含量越高,坍落度越大。趙才智等[11]對(duì)充填料漿的流變性的研究顯示:隨著粉煤灰用量從400 kg/m3增加到500 kg/m3,其塑性黏度是增加的。上述研究中粉煤灰摻量范圍比較大,對(duì)充填膏體流變性評(píng)價(jià)方法比較單一,結(jié)論也不相同。目前對(duì)煤礦充填膏體流變性評(píng)價(jià)方法還需完善,對(duì)其在條帶充填或構(gòu)造充填條件下的干縮變形對(duì)膏體長(zhǎng)期穩(wěn)定性及接頂性能的影響尚需研究。

針對(duì)以上研究問(wèn)題和研究現(xiàn)狀,本文在粉煤灰摻量變化情況下,對(duì)煤礦充填膏體的流變性采用坍落度、坍落擴(kuò)展度和流變性參數(shù)雙指標(biāo)綜合評(píng)價(jià),并對(duì)其泌水率、抗壓強(qiáng)度和干縮變形性能等方面的變化進(jìn)行研究和探討。

1 試 驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)原料

煤矸石:取自汾西礦業(yè)集團(tuán)新陽(yáng)煤礦,經(jīng)二級(jí)破碎、篩分處理,矸石骨料最大粒徑不大于25 mm。利用X射線衍射(XRD)方法對(duì)其礦物成分進(jìn)行分析,結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 新陽(yáng)煤礦煤矸石主要礦物成分Table 1 Main mineral content in Xinyang coal gangue of Fenxi Coal Mine Group%

水泥:取自太原獅頭水泥有限公司,標(biāo)號(hào)為P.O 42.5,28 d抗折、抗壓強(qiáng)度分別為6.5,48.0 MPa。其化學(xué)成分見(jiàn)表2。

表2 水泥的化學(xué)成分Table 2 Chemical composition of cement%

粉煤灰:取自汾西礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司發(fā)電廠,Ⅱ級(jí)粉煤灰(細(xì)度:45 μm方孔篩余量28.6%),燒失量3.7%,含水量0.58%。通過(guò)XRD方法分析其礦物成分,結(jié)果見(jiàn)表3。

1.2 試驗(yàn)方案

試驗(yàn)?zāi)康?固定膏體質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%,保持煤矸石、水泥用量不變,粉煤灰摻量從64.2%增加到69.8%(本文涉及比率均為質(zhì)量比),探討其對(duì)充填膏體流變性、泌水率、抗壓強(qiáng)度和干縮率的影響。具體配合比見(jiàn)表4。

表3 粉煤灰中主要礦物及其含量Table 3 Main mineral content in fly ash%

表4 煤礦充填膏體配合比Table 4 Mix ratio of coal mining filling paste

試驗(yàn)方法:坍落度、擴(kuò)展度、泌水率、抗壓和干縮試驗(yàn)分別參照混凝土標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)規(guī)程[12-14]進(jìn)行。流變性試驗(yàn)采用丹麥產(chǎn)ICAR RHM-3000型混凝土流變儀(圖1),此型號(hào)流變儀最大允許測(cè)試顆粒粒徑為40 mm,完全滿足本文材料測(cè)試要求。

圖1 ICAR RHM-3000流變儀Fig.1 ICAR RHM-3000 rheometer

試件制備:抗壓強(qiáng)、干縮度試件分別采用100 mm×100 mm×100 mm三聯(lián)鋼模和400 mm× 100 mm×100 mm試模成型,統(tǒng)一溫度(20±2)℃,濕度(80±5)%,抗壓試件養(yǎng)護(hù)1 d后拆模,干縮試件養(yǎng)護(hù)3 d后拆模,拆模后對(duì)試塊進(jìn)行編號(hào),抗壓試件繼續(xù)放入養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù),直到達(dá)到預(yù)定齡期(3,7,14, 28 d),分別測(cè)定其立方體抗壓強(qiáng)度;干縮試件放置常溫室內(nèi)養(yǎng)護(hù)180 d,分時(shí)段測(cè)試干縮數(shù)據(jù)。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5,6。

表5 煤礦充填膏體流變性能試驗(yàn)和立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Rheological property and cube compressive strength of coal mining filling paste

2.1 粉煤灰摻量對(duì)膏體流變性的影響

流變學(xué)是研究荷載下物質(zhì)流動(dòng)與變形規(guī)律的科學(xué)。漿體流變學(xué)的主要目的是研究流體黏度特性以及漿體管輸中的摩擦阻力損失[15]。按流變學(xué)理論劃分,本文所配煤礦充填膏體屬于賓漢姆流體,其流變方程為

式中,τ為剪應(yīng)力,Pa;τ0為屈服剪應(yīng)力,Pa;η為塑性黏度,Pa·s;γ為剪切速度,s-1。

τ0是阻礙塑性變形的最大應(yīng)力,由材料之間的附著力和摩擦力引起,反映了新拌膏體的變形能力;當(dāng)τ＞τ0時(shí),煤礦充填膏體產(chǎn)生流動(dòng)變形。η反映流體各平流層之間產(chǎn)生的與流動(dòng)方向反向的阻止其流動(dòng)的黏滯阻力的大小,表征新拌膏體流動(dòng)的速率,η越大,漿體黏聚性越好,在相同外力作用下流動(dòng)越慢。

表6 煤礦充填膏體干縮試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果Table 6 Results of dry shrinkage of coal mining filling paste

煤礦充填膏體的流變性主要表現(xiàn)為新拌膏體在自重作用下,能夠流動(dòng)并均勻充滿模板的能力,包括產(chǎn)生流動(dòng)的能力和流動(dòng)的速率(變形的能力)。理論上講,剪切屈服應(yīng)力主要決定其產(chǎn)生流動(dòng)的能力,塑性黏度主要決定其流動(dòng)的速率。本文除了用剪切屈服應(yīng)力、塑性黏度描述充填膏體新拌合物的流變性,還結(jié)合坍落度、坍落擴(kuò)展度的宏觀變化表征其流變性。從而量化了在重力作用下,新拌膏體克服剪切屈服應(yīng)力和塑性黏度后的流動(dòng)狀態(tài)。坍落度越大說(shuō)明新拌膏體初始流動(dòng)能力越好,坍落擴(kuò)展度越大、越接近圓形,其變形能力就越強(qiáng)。

如圖2所示,隨著粉煤灰摻量的增大,細(xì)顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大,細(xì)集料之間的接觸和摩擦增多,材料內(nèi)部摩擦力增大,剪切屈服應(yīng)力呈增長(zhǎng)趨勢(shì),從162.8 Pa上升到308.2 Pa,膏體產(chǎn)生流動(dòng)的能力逐漸減弱。說(shuō)明粉煤灰等細(xì)集料含量和膏體的剪切屈服應(yīng)力成正比,與膏體的初始流動(dòng)能力成反比。反言之,大顆粒含量越多,重力作用越明顯,初始流動(dòng)越容易。即:漿體初始流動(dòng)能力主要取決于重力作用。

圖2 不同粉煤灰用量對(duì)料漿剪切屈服應(yīng)力的影響Fig.2 Influence between different dosage of fly ash and the shear yield stress of slurry

如圖3所示,隨著粉煤灰摻量的增加,漿體的塑性黏度近直線增長(zhǎng)趨勢(shì)。說(shuō)明粉煤灰的摻入,能夠提高充填膏體的黏聚性,有利于形成不離析、不沉淀、不泌水的“柱塞流”[9]。但摻量過(guò)大,流動(dòng)性變差,不利于泵壓輸送。這是因?yàn)?漿體中骨料含量由51.4%降低為49.4%,而膠凝材料含量由28.7%上升為30.7%,粉煤灰的摻入同時(shí)伴隨骨料含量的降低,雖然一定程度上降低了粗骨料之間的摩擦,但是卻使?jié){體整體更稠。一方面粉煤灰顆粒細(xì)小,體積比表面積大,能夠比骨料吸入更多的水分;另一方面,骨料含量在減小,而粉煤灰含量在增大。

圖3 不同粉煤灰用量對(duì)料漿塑性黏度的影響Fig.3 Influence between different dosage of fly ash and the plastic viscosity of slurry

如圖4所示,隨著粉煤灰摻量的增加,膏體的坍落度、坍落擴(kuò)展度均呈下降趨勢(shì)。說(shuō)明粉煤灰的摻入降低了漿體的流變性,這和漿體流變數(shù)據(jù)描述其流變性的變化趨勢(shì)是一致的。

綜上,增加粉煤灰摻量使?jié){體產(chǎn)生塑性變形的能力下降,塑性黏度升高,宏觀表現(xiàn)為坍落度、坍落擴(kuò)展度降低,漿體的流變性變差。

2.2 粉煤灰摻量對(duì)膏體泌水率的影響

圖4 不同粉煤灰摻量對(duì)料漿流動(dòng)性的影響Fig.4 Influence between different dosage of fly ash and the mobility of slurry

泌水率試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。新拌合膏體的泌水主要是由于顆粒不能吸收所有拌合用水導(dǎo)致的。隨粉煤灰摻量的增加,泌水率變化不大,從6.7%逐漸降低到5.8%。這主要是由于水分子在水化作用初期,部分包裹在細(xì)顆粒表面,起到潤(rùn)滑、拌合漿體的作用;部分侵入固體顆粒內(nèi)部,潤(rùn)濕、黏結(jié)集料顆粒。粉煤灰顆粒比表面積較大,水分子會(huì)首先侵入粉煤灰顆粒中,然后才潤(rùn)濕水泥和煤矸石顆粒,因此,隨著粉煤灰的不斷摻入,泌水率不斷減小。說(shuō)明粉煤灰具有一定的保水效果,在漿體中有助于減小泌水。

圖5 不同粉煤灰摻量對(duì)膏體泌水率的影響Fig.5 Influence between different dosage of fly ash and the bleeding index of paste

2.3 粉煤灰摻量對(duì)膏體抗壓強(qiáng)度的影響

煤礦充填膏體抗壓性能是其核心力學(xué)性能,直接影響膏體充填技術(shù)的安全性和可靠性。

如圖6所示,隨著粉煤灰摻量增加,膏體3 d立方體抗壓強(qiáng)度變化較小,在0.5 MPa左右。試件7 d抗壓強(qiáng)度變化呈先升后降的趨勢(shì),且64.2%摻量時(shí)抗壓強(qiáng)度最大達(dá)到2.5 MPa。7～14 d,試件抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)大幅度增長(zhǎng),水泥的水化反應(yīng)和粉煤灰的火山灰反應(yīng)在這一階段互相促進(jìn),得到劇烈發(fā)展。水化反應(yīng)產(chǎn)生的Ca(OH)2和粉煤灰進(jìn)行二次水化反應(yīng),使粉煤灰具有一定的膠凝性,填充微小和有害孔隙,增多無(wú)害和少害孔[16]數(shù)量,增大試件密實(shí)程度。主要體現(xiàn)為其中活性的SiO2,Al2O3能與水泥等熟料礦物水化所釋放的Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng),生成C—S—H及C—A—H凝膠[17]。盡管這種火山灰反應(yīng)非常緩慢,且在7 d后才發(fā)揮作用,卻使水泥水化作用更加劇烈[18]。且粉煤灰摻量68.9%時(shí)抗壓強(qiáng)度增幅最大,抗壓強(qiáng)度從1.83 MPa提高到6.90 MPa。14 d抗壓強(qiáng)度在67.8%摻量前變化不大,均在4 MPa上下浮動(dòng),但在68.9%用量達(dá)到了6.9 MPa;28 d抗壓強(qiáng)度與14 d變化趨勢(shì)相似,且發(fā)展緩慢。對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,摻68.9%粉煤灰時(shí),抗壓強(qiáng)度各齡期(除7 d)都有不同程度的提高,7～14 d提高最多,強(qiáng)度增長(zhǎng)量達(dá)到28 d強(qiáng)度的40%～60%。

圖6 不同粉煤灰摻量對(duì)膏體立方體抗壓強(qiáng)度的影響Fig.6 Influence between different dosage of fly ash and the cube compressive strength of paste

結(jié)果表明,隨著粉煤灰摻量的增加,有利于煤礦充填膏體中期、后期抗壓強(qiáng)度的提高。因?yàn)?水泥水化時(shí)產(chǎn)生的游離態(tài)Ca(OH)2本應(yīng)該對(duì)充填體產(chǎn)生削弱強(qiáng)度的作用,但由于大摻量粉煤灰的存在,其部分結(jié)合Ca(OH)2產(chǎn)生反應(yīng),產(chǎn)生了新的膠凝材料,填充了水泥水化產(chǎn)物間隙,提高充填膏體的密實(shí)度。

2.4 粉煤灰摻量對(duì)膏體干縮性能的影響

膏體停止養(yǎng)護(hù)后,置于未飽和空氣中的膏體因失去內(nèi)部毛細(xì)孔和凝膠孔的吸附水而發(fā)生的不可逆收縮,稱(chēng)為干燥收縮變形,簡(jiǎn)稱(chēng)干縮。隨粉煤灰摻量的增加,硬化膏體近半年的干燥收縮性能具有一定的規(guī)律性。圖7說(shuō)明:①粉煤灰摻量的增大,減小了膏體的干燥收縮,提高膏體密實(shí)度,有利于膏體長(zhǎng)期穩(wěn)定性。相對(duì)于64.2%粉煤灰摻量的膏體160 d干縮量, 68.9%摻量時(shí)減小了0.1 mm。②大摻量粉煤灰充填膏體發(fā)生干縮變形主要發(fā)生在1～90 d,而粉煤灰減縮效果在120 d以后更為顯著。③本試驗(yàn)條件下,半年內(nèi)的煤礦充填膏體干縮率不超過(guò)0.2%,對(duì)充填接頂幾乎沒(méi)有太大影響。相對(duì)于400 mm的干縮試件干縮量不超過(guò)0.7 mm。④干縮量隨齡期呈對(duì)數(shù)曲線增長(zhǎng)趨勢(shì)。干縮量增長(zhǎng)速率逐漸減小,160 d后幾乎為0。且粉煤灰摻量越高,增長(zhǎng)速率降低越快。粉煤灰的摻入,①減小了骨料和膠結(jié)料之間界面連接空隙,細(xì)化孔徑,增加膏體密實(shí)度;②占據(jù)更多毛細(xì)孔水的位置,減少由毛細(xì)孔水蒸發(fā)所形成的負(fù)壓空間,減小干縮變形。

圖7 不同粉煤灰摻量對(duì)膏體干縮性能的影響Fig.7 Influence between different dosage of fly ash and the dry shrinkage of paste

對(duì)不同粉煤灰摻量膏體的干縮量曲線進(jìn)行擬合,發(fā)現(xiàn)煤礦充填膏體干縮量與齡期之間近似呈對(duì)數(shù)關(guān)系,即

式中,x為養(yǎng)護(hù)齡期,d;y為干縮量,μm;a,b為常數(shù),具體數(shù)值見(jiàn)表7。

表7 a,b常數(shù)取值Table 7 Constants of a and b

綜合流變性、泌水率、抗壓強(qiáng)度和干縮試驗(yàn),認(rèn)為在滿足流動(dòng)性前提條件(一般要求坍落度大于20 cm)下,粉煤灰摻量在68.9%時(shí)膏體抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大,泌水率、干縮率最小。發(fā)現(xiàn)此時(shí)粉煤灰和水泥的質(zhì)量比為2.2。本試驗(yàn)條件下建議粉煤灰摻量范圍:67.8%～68.9%。

3 結(jié) 論

(1)保持質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%,試驗(yàn)配比條件下粉煤灰摻量從64.2%增加到69.8%,膏體的流動(dòng)性降低,黏聚性增強(qiáng),泌水率減小。具體體現(xiàn)為:坍落度從22 cm降低到20 cm,剪切屈服應(yīng)力從174.6 Pa上升到308.2 Pa,塑性黏度從13.7 Pa·s上升到20.7 Pa·s。泌水率從6.7%逐漸降低至5.8%。

(2)煤礦充填膏體中期、后期抗壓強(qiáng)度與粉煤灰摻量成正比,且摻量在68.9%時(shí)的試件抗壓強(qiáng)度最大。7～14 d水化作用顯著,強(qiáng)度增長(zhǎng)量能達(dá)到28 d強(qiáng)度的40%～60%。

(3)粉煤灰摻量增大,膏體的干縮減小,長(zhǎng)期穩(wěn)定性增強(qiáng)。半年內(nèi)充填膏體干縮率不超過(guò)0.2%,對(duì)煤礦充填接頂率不利影響可忽略。大摻量粉煤灰充填膏體發(fā)生干縮變形主要發(fā)生在1～90 d,而粉煤灰減縮效果在120 d以后更為顯著。干縮量隨齡期近似呈對(duì)數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì),且粉煤灰摻量越高,干縮量增長(zhǎng)速率降低越快。

(4)滿足煤礦膏體流動(dòng)性條件下,建議粉煤灰摻量為67.8%～68.9%。

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Influence on performance of coal mine filling paste with fly ash

REN Ang1,2,FENG Guo-rui1,2,GUO Yu-xia1,2,QI Ting-ye1,2,GUO Jun1,2,ZHANG Min2, KANG Li-xun1,2,HAN Yu-lin3,ZHANG Pei-lin3
(1.College of Mining Technology,Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024,China;2.Shanxi Province Research Center of Green Mining Engineering Technology,Taiyan 030024,China;3.Shanxi Fenxi Mining(Group)Co.,Ltd.,Jiexiu 032000,China)

To study the effects of fly ash on the properties of coal mine filling paste,a slump test and a rheological test were used to evaluate rheological property,and dry shrinkage deformation was measured to study the long term stability and the influence of contact with roof.The rheological property,bleeding index,compressive strength and dry shrinkage were studied with different dosages of fly ash from 64.2%to 69.8%under the condition of invariable mass concentration and the same dosage of cement,coal gangue of filling paste.With the increased dosage of fly ash,the results show that:①Rheological property abates,adhesiveness enhances,and bleeding index decreases;②Different curing ages of filling paste has different compressive strength variations:3 d strength has little variation at about 0.5 MPa.The trend of 7 d strength is initial increase and then drop,the maximum strength is 2.5 MPa at 66.7%dosage of fly ash;14 d strength is about 4 MPa before 67.8%dosage of fly ash,it reaches 6.9 MPa when at 68.9%dosage of fly ash.The variation of 28 d and 14 d strength are similar.There is a significant hydration from 7 d to 14 d,which can generatefrom 40%to 60%of 28 d strength of filling paste;③The dry shrinkage of filling paste decreases,obeying logarithmic relationship with its age approximately.Dry shrinkage curve of 160 d leveles off,and the dry shrinkage rate is less than 0.2%.

coal mine filling paste;dosage of fly ash;rheological property;compressive strength;dry shrinkage

TD823;X773

A

0253-9993(2014)12-2374-07

2013-11-26 責(zé)任編輯:常 琛

國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2009BAB48B02);國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51422404);教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃資助項(xiàng)目(NCET-11-1036)

任 昂(1988—),男,安徽蕭縣人,碩士研究生。E-mail:renangzaishangwang@163.com。通訊作者:馮國(guó)瑞(1976—),男,山西陽(yáng)城人,教授,博士生導(dǎo)師。Tel:0351-6010177,E-mail:fguorui@163.com

任 昂,馮國(guó)瑞,郭育霞,等.粉煤灰對(duì)煤礦充填膏體性能的影響[J].煤炭學(xué)報(bào),2014,39(12):2374-2380.

10.13225/j.cnki.jccs.2013.1747

Ren Ang,Feng Guorui,Guo Yuxia,et al.Influence on performance of coal mine filling paste with fly ash[J].Journal of China Coal Society,2014,39(12):2374-2380.doi:10.13225/j.cnki.jccs.2013.1747