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煤矸石对煤基固废地聚物注浆材料性能的影响
1
作者
石起振
周梅
+2 位作者
白金婷
张凯
李冬
《建筑材料学报》
北大核心
2025年第8期717-724,共8页
为明确煤矸石(CG)掺量对地聚物注浆材料性能的影响机理,以CG等煤基固废制备的地聚物注浆材料为研究对象,系统研究了CG掺量对煤基固废地聚物注浆材料(CGGM)流变特性和力学性能的影响,结合压汞法(MIP)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光...
为明确煤矸石(CG)掺量对地聚物注浆材料性能的影响机理,以CG等煤基固废制备的地聚物注浆材料为研究对象,系统研究了CG掺量对煤基固废地聚物注浆材料(CGGM)流变特性和力学性能的影响,结合压汞法(MIP)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)等微观测试手段分析了结石体的微观结构。结果表明:CG能改善CGGM浆液的稳定性,浆液是典型的黏度时变性幂律型流体;CGGM的流动度、凝结时间及抗压强度均随CG掺量增加而减小;当CG掺量为50%(以前驱体质量计)时,结石体3、28 d抗压强度分别为2.97、8.89 MPa;早期CG主要起微集料效应并为水化硅酸钙(C-S-H)凝胶提供成核位点,后期CG发生聚合反应。结石体强度的形成主要来自钙矾石(AFt)、C-S-H和水化硅铝(钠)酸钙(C-(N)-A-S-H)凝胶。
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关键词
煤矸石
地聚物注浆材料
流变特性
抗压强度
微观结构
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职称材料
矿渣-粉煤灰地聚物注浆材料配比优化方法研究
被引量:
3
2
作者
张永杰
李嘉兵
+3 位作者
邓沛宇
龙康
甘泽同
田湘
《硅酸盐通报》
CAS
北大核心
2024年第10期3726-3735,共10页
地聚物作为绿色环保、价格低廉的注浆材料,要达到良好可注性需兼顾强度和流动性等注浆性能指标。为此,以液固比、水玻璃掺量和水玻璃模数为试验因素开展室内配比优化试验,构建了抗压强度、流动度和终凝时间的多元二阶响应面回归模型,并...
地聚物作为绿色环保、价格低廉的注浆材料,要达到良好可注性需兼顾强度和流动性等注浆性能指标。为此,以液固比、水玻璃掺量和水玻璃模数为试验因素开展室内配比优化试验,构建了抗压强度、流动度和终凝时间的多元二阶响应面回归模型,并通过方差分析获得单因素及其交互作用对各注浆性能指标的影响规律。试验因素对注浆性能指标的影响程度依次为液固比、水玻璃掺量、水玻璃模数,液固比和水玻璃掺量交互作用对抗压强度的影响显著,其余两因素交互作用对注浆性能指标的影响均不显著。采用层次分析法并结合专家赋值法获取各注浆性能指标相对权重,构建多目标满意度函数对矿渣-粉煤灰地聚物注浆材料配比进行优化,据此对注浆性能指标综合最佳配比的浆液结石体进行SEM测试。结果表明,体系中仍能观测到少量球形未反应粉煤灰颗粒,矿渣颗粒和水泥颗粒基本反应完全,低聚态凝胶类反应产物重新排列和沉积延伸,相互交叉搭接构成致密且完整的空间网络状结构。
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关键词
地聚物注浆材料
多目标优化
响应面法
满意度函数
微观结构
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职称材料
基于响应曲面法的煤矸石地聚物注浆材料配比优化
被引量:
18
3
作者
周梅
白金婷
+1 位作者
郭凌志
张玉琢
《材料导报》
CSCD
北大核心
2023年第20期119-127,共9页
以机械活化的原状煤矸石、粉煤灰和水泥为主料,水玻璃、氢氧化钠和脱硫石膏为激发剂配体,制备煤矸石地聚物注浆材料(CGGM)。采用响应曲面法中的Box-Behnken设计,研究煤矸石粉掺量、水玻璃模数和掺量对CGGM流动性、凝结时间和抗压强度的...
以机械活化的原状煤矸石、粉煤灰和水泥为主料,水玻璃、氢氧化钠和脱硫石膏为激发剂配体,制备煤矸石地聚物注浆材料(CGGM)。采用响应曲面法中的Box-Behnken设计,研究煤矸石粉掺量、水玻璃模数和掺量对CGGM流动性、凝结时间和抗压强度的影响并揭示强度形成机理,构建回归模型,探究各因素及它们之间交互作用的影响程度,获得综合性能最佳配比。结果表明:三因素对各响应值影响显著部分交互项影响显著,各因素与响应值呈二次多项式模型,各模型回归系数R 2皆大于0.99,模型合理性和拟合性好。煤矸石粉和粉煤灰的微集料效应对前期强度有一定贡献,随着龄期延长,二者在激发剂配体作用下发生了聚合反应,生成C-(N)-S-A-H凝胶等,故CGGM强度形成主要来自C-S-H、AFt和C-(N)-S-A-H。当煤矸石粉掺量40%、水玻璃模数和掺量分别为1.6和12.2%时,CGGM的各项性能基本满足矿井高承压水害治理要求。
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关键词
煤矸石
地聚物注浆材料
响应曲面法
配比
激发剂
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职称材料
煤基固废地聚物注浆材料的制备及性能
被引量:
23
4
作者
郭凌志
周梅
+2 位作者
王丽娟
解鹏
张向向
《建筑材料学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期1092-1100,共9页
以煤矸石、粉煤灰等为主体胶凝成分,以脱硫石膏和碱性激发剂等为配体,辅以少量外加剂,制备了煤基固废地聚物注浆材料.采用响应面法开展了25组试验,寻找各指标与各因子间的定量规律及各因子水平的最佳配比.结果表明:通过响应面法建立的...
以煤矸石、粉煤灰等为主体胶凝成分,以脱硫石膏和碱性激发剂等为配体,辅以少量外加剂,制备了煤基固废地聚物注浆材料.采用响应面法开展了25组试验,寻找各指标与各因子间的定量规律及各因子水平的最佳配比.结果表明:通过响应面法建立的回归模型与响应曲面很好地反映了改性剂对浆液性能的影响,且能对复掺改性剂的浆液配比进行优化;在改性剂的复合作用下,以大掺量煤基固废制备的地聚物注浆材料黏度低、流动性好,凝结时间、抗压强度及抗渗性能都满足矿井注浆材料的要求,工程应用效果良好.
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关键词
煤基固废
地聚物注浆材料
碱激发
响应面
改性剂
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职称材料
近十年注浆材料的研究进展
被引量:
5
5
作者
李健新
王贵和
+2 位作者
葛良
安玉秀
贾苍琴
《应用化工》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第S01期201-207,共7页
研究了国内外注浆材料近十年的发展情况,对水泥类注浆材料、化学类注浆材料及其他注浆材料中主要的注浆材料进行了重点研究。主要研究了超细水泥注浆材料、水泥-水玻璃注浆材料、高聚物-水泥注浆材料、聚氨脂注浆材料、水玻璃注浆材料...
研究了国内外注浆材料近十年的发展情况,对水泥类注浆材料、化学类注浆材料及其他注浆材料中主要的注浆材料进行了重点研究。主要研究了超细水泥注浆材料、水泥-水玻璃注浆材料、高聚物-水泥注浆材料、聚氨脂注浆材料、水玻璃注浆材料及环氧树脂注浆材料等。探讨了一些新兴的注浆材料,如微生物注浆材料、地聚物注浆材料。由于国内外对越环保越来越重视,总结注浆材料机理和性能的发展情况,还重点探讨了绿色注浆理念在各类注浆材料中的发展,并结合可持续发展理念对各类注浆材料的未来发展做了预测。
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关键词
水泥类
注
浆
材料
化学类
注
浆
材料
地聚物注浆材料
发展现状
绿色
注
浆
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职称材料
题名
煤矸石对煤基固废地聚物注浆材料性能的影响
1
作者
石起振
周梅
白金婷
张凯
李冬
机构
辽宁工程技术大学土木工程学院
辽宁工程技术大学辽宁省煤矸石资源化利用及节能建材重点实验室
辽宁省交通高等专科学校建筑工程系
出处
《建筑材料学报》
北大核心
2025年第8期717-724,共8页
基金
新疆煤炭资源绿色开采教育部重点实验室开放基金资助项目(KLXGY-KB2416)
辽宁省教育厅基本科研项目(LJ212410147063)。
文摘
为明确煤矸石(CG)掺量对地聚物注浆材料性能的影响机理,以CG等煤基固废制备的地聚物注浆材料为研究对象,系统研究了CG掺量对煤基固废地聚物注浆材料(CGGM)流变特性和力学性能的影响,结合压汞法(MIP)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)等微观测试手段分析了结石体的微观结构。结果表明:CG能改善CGGM浆液的稳定性,浆液是典型的黏度时变性幂律型流体;CGGM的流动度、凝结时间及抗压强度均随CG掺量增加而减小;当CG掺量为50%(以前驱体质量计)时,结石体3、28 d抗压强度分别为2.97、8.89 MPa;早期CG主要起微集料效应并为水化硅酸钙(C-S-H)凝胶提供成核位点,后期CG发生聚合反应。结石体强度的形成主要来自钙矾石(AFt)、C-S-H和水化硅铝(钠)酸钙(C-(N)-A-S-H)凝胶。
关键词
煤矸石
地聚物注浆材料
流变特性
抗压强度
微观结构
Keywords
coalgangue
geopolymergrouting material
rheologicalproperty
compressivestrength
microstructure
分类号
TU528 [建筑科学—建筑技术科学]
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职称材料
题名
矿渣-粉煤灰地聚物注浆材料配比优化方法研究
被引量:
3
2
作者
张永杰
李嘉兵
邓沛宇
龙康
甘泽同
田湘
机构
长沙理工大学土木工程学院
出处
《硅酸盐通报》
CAS
北大核心
2024年第10期3726-3735,共10页
基金
国家自然科学基金(51878071,52178416)
湖南省教育厅重点项目(20A020)
湖南省自然科学基金(2022JJ30615)。
文摘
地聚物作为绿色环保、价格低廉的注浆材料,要达到良好可注性需兼顾强度和流动性等注浆性能指标。为此,以液固比、水玻璃掺量和水玻璃模数为试验因素开展室内配比优化试验,构建了抗压强度、流动度和终凝时间的多元二阶响应面回归模型,并通过方差分析获得单因素及其交互作用对各注浆性能指标的影响规律。试验因素对注浆性能指标的影响程度依次为液固比、水玻璃掺量、水玻璃模数,液固比和水玻璃掺量交互作用对抗压强度的影响显著,其余两因素交互作用对注浆性能指标的影响均不显著。采用层次分析法并结合专家赋值法获取各注浆性能指标相对权重,构建多目标满意度函数对矿渣-粉煤灰地聚物注浆材料配比进行优化,据此对注浆性能指标综合最佳配比的浆液结石体进行SEM测试。结果表明,体系中仍能观测到少量球形未反应粉煤灰颗粒,矿渣颗粒和水泥颗粒基本反应完全,低聚态凝胶类反应产物重新排列和沉积延伸,相互交叉搭接构成致密且完整的空间网络状结构。
关键词
地聚物注浆材料
多目标优化
响应面法
满意度函数
微观结构
Keywords
geopolymer grouting material
multi-objective optimization
response surface methodology
satisfaction function
microstructure
分类号
TU432 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
基于响应曲面法的煤矸石地聚物注浆材料配比优化
被引量:
18
3
作者
周梅
白金婷
郭凌志
张玉琢
机构
辽宁工程技术大学土木工程学院
辽宁省煤矸石资源化利用及节能建材重点实验室
沈阳建筑大学土木工程学院
出处
《材料导报》
CSCD
北大核心
2023年第20期119-127,共9页
基金
国家自然科学基金联合基金资助项目(U1261122)
国家自然科学基金青年基金资助项目(51808352)
+1 种基金
辽宁省教育厅科学技术项目(LJ2019FL006)
辽宁工程技术大学学科创新团队资助项目(LNTU20TD-12)。
文摘
以机械活化的原状煤矸石、粉煤灰和水泥为主料,水玻璃、氢氧化钠和脱硫石膏为激发剂配体,制备煤矸石地聚物注浆材料(CGGM)。采用响应曲面法中的Box-Behnken设计,研究煤矸石粉掺量、水玻璃模数和掺量对CGGM流动性、凝结时间和抗压强度的影响并揭示强度形成机理,构建回归模型,探究各因素及它们之间交互作用的影响程度,获得综合性能最佳配比。结果表明:三因素对各响应值影响显著部分交互项影响显著,各因素与响应值呈二次多项式模型,各模型回归系数R 2皆大于0.99,模型合理性和拟合性好。煤矸石粉和粉煤灰的微集料效应对前期强度有一定贡献,随着龄期延长,二者在激发剂配体作用下发生了聚合反应,生成C-(N)-S-A-H凝胶等,故CGGM强度形成主要来自C-S-H、AFt和C-(N)-S-A-H。当煤矸石粉掺量40%、水玻璃模数和掺量分别为1.6和12.2%时,CGGM的各项性能基本满足矿井高承压水害治理要求。
关键词
煤矸石
地聚物注浆材料
响应曲面法
配比
激发剂
Keywords
coal gangue
geopolymer grouting material
response surface method
ratio
activator
分类号
TU472 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
煤基固废地聚物注浆材料的制备及性能
被引量:
23
4
作者
郭凌志
周梅
王丽娟
解鹏
张向向
机构
辽宁工程技术大学土木工程学院
辽宁工程技术大学辽宁省煤矸石资源化利用及节能建材重点实验室
河北绿园检测认证集团有限公司
出处
《建筑材料学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期1092-1100,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(U1261122)
辽宁省教育厅科学技术项目(LJ2019FL006)
辽宁工程技术大学学科创新团队资助项目(LNTU20TD-12)。
文摘
以煤矸石、粉煤灰等为主体胶凝成分,以脱硫石膏和碱性激发剂等为配体,辅以少量外加剂,制备了煤基固废地聚物注浆材料.采用响应面法开展了25组试验,寻找各指标与各因子间的定量规律及各因子水平的最佳配比.结果表明:通过响应面法建立的回归模型与响应曲面很好地反映了改性剂对浆液性能的影响,且能对复掺改性剂的浆液配比进行优化;在改性剂的复合作用下,以大掺量煤基固废制备的地聚物注浆材料黏度低、流动性好,凝结时间、抗压强度及抗渗性能都满足矿井注浆材料的要求,工程应用效果良好.
关键词
煤基固废
地聚物注浆材料
碱激发
响应面
改性剂
Keywords
coal‑based solid waste
geopolymer grouting material
alkali‑activated
response surface
modifier
分类号
TU528.01 [建筑科学—建筑技术科学]
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职称材料
题名
近十年注浆材料的研究进展
被引量:
5
5
作者
李健新
王贵和
葛良
安玉秀
贾苍琴
机构
中国地质大学(北京)工程技术学院
北京市轨道交通建设管理有限公司
出处
《应用化工》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第S01期201-207,共7页
文摘
研究了国内外注浆材料近十年的发展情况,对水泥类注浆材料、化学类注浆材料及其他注浆材料中主要的注浆材料进行了重点研究。主要研究了超细水泥注浆材料、水泥-水玻璃注浆材料、高聚物-水泥注浆材料、聚氨脂注浆材料、水玻璃注浆材料及环氧树脂注浆材料等。探讨了一些新兴的注浆材料,如微生物注浆材料、地聚物注浆材料。由于国内外对越环保越来越重视,总结注浆材料机理和性能的发展情况,还重点探讨了绿色注浆理念在各类注浆材料中的发展,并结合可持续发展理念对各类注浆材料的未来发展做了预测。
关键词
水泥类
注
浆
材料
化学类
注
浆
材料
地聚物注浆材料
发展现状
绿色
注
浆
Keywords
cement grouting materials
chemical grouting materials
geopolymer grouting materials
development status
green grouting
分类号
TU472 [建筑科学—结构工程]
TQ172.7 [化学工程—水泥工业]
TQ317 [化学工程—高聚物工业]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
煤矸石对煤基固废地聚物注浆材料性能的影响
石起振
周梅
白金婷
张凯
李冬
《建筑材料学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
矿渣-粉煤灰地聚物注浆材料配比优化方法研究
张永杰
李嘉兵
邓沛宇
龙康
甘泽同
田湘
《硅酸盐通报》
CAS
北大核心
2024
3
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职称材料
3
基于响应曲面法的煤矸石地聚物注浆材料配比优化
周梅
白金婷
郭凌志
张玉琢
《材料导报》
CSCD
北大核心
2023
18
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职称材料
4
煤基固废地聚物注浆材料的制备及性能
郭凌志
周梅
王丽娟
解鹏
张向向
《建筑材料学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
23
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职称材料
5
近十年注浆材料的研究进展
李健新
王贵和
葛良
安玉秀
贾苍琴
《应用化工》
CAS
CSCD
北大核心
2022
5
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职称材料
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