粉煤灰活化技术：低成本矿用胶结充填新材料

"粉煤灰基胶结充填材料试验研究" 本文主要探讨了如何通过优化粉煤灰基胶结充填材料的配方，降低矿用胶结充填材料的成本，同时保证其性能满足矿山开采的需求。针对矿用胶结充填材料价格高的问题，研究人员通过实验室正交实验确定了未经活化的粉煤灰的最佳配比。实验结果显示，在经过特定的活化处理后，粉煤灰可以被有效利用，成为主要成分。 具体来说，研究中发现了一种粉煤灰活化剂，当这种活化剂与粉煤灰和水混合，并静置4至8小时后，能够显著激发粉煤灰的早期活性。活化后的粉煤灰掺入充填材料中，可以实现水灰比接近1:1，粉煤灰在固体质量中的占比超过80%。这样的配比使得材料在8小时内抗压强度超过0.8 MPa，1天内抗压强度大于3 MPa，3天内抗压强度可达到4 MPa以上，初凝时间控制在90至120分钟之间，符合快速凝固和早期强度高的要求。 材料的微观结构分析显示，8小时后材料中形成大量的针状钙矾石，这是初期强度提升的关键。到了第3天，水化硅酸钙（C-H-S）凝胶开始生成，进一步增强了材料的稳定性。7天后，钙矾石被胶凝物包裹，形成了稳定的结构，确保了材料的长期强度。 在桃山矿的井下采空区进行了工业试验，证实了这种含有大量粉煤灰的充填材料能够在井下环境中稳定工作，具有快凝、早强和高接顶率的特点。这一研究不仅降低了材料成本，而且提高了充填效率，对矿产资源的安全高效开采具有重要意义。 关键词涉及到的领域包括充填材料技术、粉煤灰的应用以及活化剂的作用，这些都是矿产资源开采与环境保护中重要的研究方向。通过这些技术的应用，可以有效解决矿山开采过程中的环境问题，同时降低开采成本，提高经济效益。