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粉煤灰制备高性能注浆材料试验研究
| 论文题名： | 粉煤灰制备高性能注浆材料试验研究 |
| 关键词： | 粉煤灰;注浆材料;抗压强度;耐水性 |
| 摘要： | 注浆技术是治理不良地质体的重要工程措施之一，而常用注浆材料水泥在生产过程中会产生大量的二氧化碳等温室气体。与此同时，我国燃煤电厂基数大，所产生的粉煤灰体量大，不仅严重占用耕地资源，还会危害环境。本文以河南高创住工建筑科技有限公司的粉煤灰和脱硫石膏为主料，水泥和矿渣粉为辅料，按照不同配比制成粉煤灰基胶凝材料试样进行力学性能试验，测定不同试验条件下的抗压强度和耐水性。利用XRD和SEM研究试样的矿物组成和微观结构，分析其强度形成机理。以此对粉煤灰等工业固体废弃物在注浆工程方面应用的可行性进行分析，主要研究成果如下： （1）分析了养护时间对试样强度的影响。试样抗压强度与养护时间成正比，且前期强度提升幅度大于后期。 （2）分析了粉煤灰与脱硫石膏比例对试样强度的影响。随着脱硫石膏掺量的增加，试样抗压强度增大。其中，在粉煤灰与石膏比例为1:1时，试样的3d，7d抗压强度达到最大，此时试样养护3d、7d、28d的抗压强度分别为20.6MPa、31.7MPa、34.5MPa。 （3）分析了水泥与矿渣粉比例对试样强度的影响。随着水泥掺量比例的升高，试样的3d抗压强度逐渐减小，7d、28d抗压强度先增大后减小。在水泥与矿渣粉比例为1:1时，试样的7d，28d抗压强度达到最大。此时试样养护3d、7d、28d的抗压强度分别为20.6MPa、31.7MPa、34.5MPa。 （4）分析了粉煤灰与脱硫石膏比例对试块耐水性的影响。随着粉煤灰比例的降低、脱硫石膏比例的升高，试块饱水强度不断降低，软化系数不断减小。当粉煤灰和脱硫石膏比例为13:3时试块软化系数为0.908，耐水性最好；当粉煤灰和脱硫石膏比例为7:9时试块软化系数为0.850，耐水性最差。 （5）分析了水泥与矿渣粉比例对试块耐水性的影响。随着水泥比例的升高、矿渣粉比例的降低，试块饱水强度和软化系数均先升高后降低。当水泥和矿渣粉比例为1:1时，试块软化系数为0.872，耐水性最好。 （6）分析了粉煤灰与脱硫石膏比例对试样经受干湿循环后强度损失率的影响。对试样进行5次、10次、15次干湿循环后，试样抗压强度均有所降低，脱硫石膏比例越大，试样强度损失越大。在进行15次干湿循环之后，粉煤灰与脱硫石膏比例为13:3时试块的抗压强度为15.3MPa（最小），且其强度损失率为32.7%（最小）；粉煤灰与脱硫石膏比例为7:9时试块的抗压强度为19.5MPa（最大），且其强度损失率为46%（最大）。 将粉煤灰胶凝材料应用于注浆工程，不仅可以有效减少粉煤灰和脱硫石膏等工业废弃物堆存带来的一系列问题，而且强度高，耐水性好，成本低廉，有较好的环境、经济和社会效益。 |
| 作者： | 李洋 |
| 专业： | 地质工程 |
| 导师： | 符勇;赵宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河南理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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