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黄原胶和氧化镁改性黏土-水泥基新型喷涂堵漏风材料的制备及特征
被引量：
15
1
作者
张昊
胡相明
+6 位作者
王伟
梁运涛
王兆喜
刘金举
白光星
赵艳云
吴明跃
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期1768-1780,共13页
针对传统黏土-水泥喷涂堵漏风材料(CCC)强度差、易开裂、堵漏风效率低的问题,提出经黄原胶(XG)和氧化镁(MgO)改性制备黏土-水泥基新型喷涂堵漏风材料(XM-CCC)。通过析水率测试、浆液时变性和流变性试验,确定了0.6的最佳水固质量比和20%...
针对传统黏土-水泥喷涂堵漏风材料(CCC)强度差、易开裂、堵漏风效率低的问题,提出经黄原胶(XG)和氧化镁(MgO)改性制备黏土-水泥基新型喷涂堵漏风材料(XM-CCC)。通过析水率测试、浆液时变性和流变性试验,确定了0.6的最佳水固质量比和20%(质量分数)最佳黏土掺量。通过力学性能试验和限制膨胀率试验确定了1.5%(质量分数)的XG最佳掺量和5%(质量分数)的MgO最佳掺量,XM-CCC的7 d抗压强度达到25.33 MPa、抗折强度达到9.18 MPa,21 d限制膨胀率稳定在0.028%左右。基于此,结合表征手段对XM-CCC的形成机理和堵漏风机理进行探究。结果表明,XG中羟基、羧基等活性官能团与浆液颗粒表面的Ca^(2+)发生螯合作用,黏土颗粒被束缚在水泥颗粒的水化产物间,促进了XM-CCC力学性能的提升。MgO水化生成的六方板状Mg(OH)_(2)晶体支承在体系的孔隙中,提高了XM-CCC的抵御收缩能力。孔隙结构方面,XG改变了XM-CCC的孔结构,降低了平均孔径;Mg(OH)_(2)晶体充填孔隙,产生的晶体生长压力可以抵御孔隙压力,保持基体不开裂,同时降低了孔隙率;XG与MgO的共同作用使XM-CCC的气体渗透系数仅为1.47×10^(-12),远低于围岩渗透系数。经济性上,XM-CCC取材方便、制作简单,成本较低,喷涂工艺简单灵活。现场应用结果表明,XM-CCC的涂层均匀、完整,抗开裂与封闭性能较好,具有良好的应用前景。
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关键词
喷涂堵漏风材料
黄原胶-氧化镁改性
孔隙分析
微观结构
堵漏风机理
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职称材料
题名
黄原胶和氧化镁改性黏土-水泥基新型喷涂堵漏风材料的制备及特征
被引量：
15
1
作者
张昊
胡相明
王伟
梁运涛
王兆喜
刘金举
白光星
赵艳云
吴明跃
机构
山东科技大学安全与环境工程学院
山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地
煤科集团沈阳研究院
有限公司
煤矿安全
技术
国家重点实验室
煤炭科学研究总院
山东能源集团
有限公司
淄博
矿业集团
有限公司
淄博祥龙测控技术有限公司
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期1768-1780,共13页
基金
国家重点研发计划资助项目(2018YFC0807900)
国家自然科学基金资助项目(51674038,51874193)。
文摘
针对传统黏土-水泥喷涂堵漏风材料(CCC)强度差、易开裂、堵漏风效率低的问题,提出经黄原胶(XG)和氧化镁(MgO)改性制备黏土-水泥基新型喷涂堵漏风材料(XM-CCC)。通过析水率测试、浆液时变性和流变性试验,确定了0.6的最佳水固质量比和20%(质量分数)最佳黏土掺量。通过力学性能试验和限制膨胀率试验确定了1.5%(质量分数)的XG最佳掺量和5%(质量分数)的MgO最佳掺量,XM-CCC的7 d抗压强度达到25.33 MPa、抗折强度达到9.18 MPa,21 d限制膨胀率稳定在0.028%左右。基于此,结合表征手段对XM-CCC的形成机理和堵漏风机理进行探究。结果表明,XG中羟基、羧基等活性官能团与浆液颗粒表面的Ca^(2+)发生螯合作用,黏土颗粒被束缚在水泥颗粒的水化产物间,促进了XM-CCC力学性能的提升。MgO水化生成的六方板状Mg(OH)_(2)晶体支承在体系的孔隙中,提高了XM-CCC的抵御收缩能力。孔隙结构方面,XG改变了XM-CCC的孔结构,降低了平均孔径;Mg(OH)_(2)晶体充填孔隙,产生的晶体生长压力可以抵御孔隙压力,保持基体不开裂,同时降低了孔隙率;XG与MgO的共同作用使XM-CCC的气体渗透系数仅为1.47×10^(-12),远低于围岩渗透系数。经济性上,XM-CCC取材方便、制作简单,成本较低,喷涂工艺简单灵活。现场应用结果表明,XM-CCC的涂层均匀、完整,抗开裂与封闭性能较好,具有良好的应用前景。
关键词
喷涂堵漏风材料
黄原胶-氧化镁改性
孔隙分析
微观结构
堵漏风机理
Keywords
spraying material of gas sealing
XG-MgO modification
pore analysis
microstructure
gas sealing mechanism
分类号
TD752 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
黄原胶和氧化镁改性黏土-水泥基新型喷涂堵漏风材料的制备及特征
张昊
胡相明
王伟
梁运涛
王兆喜
刘金举
白光星
赵艳云
吴明跃
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
15
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