利用粉煤灰和建筑垃圾制备充填材料的分析

作者:未知

  摘 要 长期的煤炭开采工作是以传统运营生产模式为主,对于土地资源具有严重的破坏,而科学运用填充材料可有效缓解土地资源破坏现象,进而使得充填材料需求量相对较大。文章主要针对利用粉煤灰和建筑垃圾制备充填材料进行分析,从石灰比影响分析、粉煤灰与建筑垃圾掺量对填充性材料影响方面进行深入探索与研究,更好促进制备填充材料效率与质量的提升。
  关键词 粉煤灰;建筑垃圾;水灰比
  在社会经济快速发展作用下,我国煤炭开采量不断增加,而填充开采期间需使用大量填充物。这时将建筑垃圾与粉煤灰等废料作为填充物,在有效缓解填充物缺失问题的同时,还可避免各种固体废料堆积占用土地资源现象的出现,从基础上解决当前工业固体废料处理的难题。因此文章结合实际需求,分析粉煤灰与建筑垃圾制备充填材料具有的优势与特征,确保固体废料在填充工作中的运用拥有坚实基础。
  1 石灰比影响分析
  当水灰比不断提升时,浆液实际流动度会出现明显提高,当水灰比以0.55为基础,根据0.01整数倍为条件逐渐增加时,浆液流动度则从155mm提升至190mm,约提升25%左右,从矿井填充材料角度进行分析,浆液理论流动度需要在200mm以上,而实验期间若水灰比为0.55,浆液流动度则相对较大,严重时还具有离析现象,想要更加有效符合生态填充材料对于流动性的所有需求,需要在实际分析与检测期间确保生态填充材料配比期间水灰比为0.6,这时可有效促进浆液与建筑垃圾充分结合,以此确保整体流动度得到良好提升。
  2 粉煤灰与建筑垃圾掺量对填充性材料影响分析
  2.1 流动性影响分析
  当填充材料以粉煤灰与建筑垃圾为硅质原料,且两种在整体中占70%左右时,若建筑垃圾掺量不断提升,浆料实际流动性也会随之提高,其原因通常为浆液搅拌期间水可分为两种结构:首先为填充水,其主要在所有颗粒间隙中进行填充,对于浆料实际流动性没有任何作用与影响;其次,表面层水[1]。其可在所有颗粒中快速形成水膜层,而浆液流动性的变化则与水膜层厚度有着密切关系。当建筑垃圾掺量不断提升时,所有直径相对较小颗粒会与水泥颗粒形成完整的级配系统结构,这时颗粒缝隙之中存在的填充水将会转变为自由水,进而促进浆料流动性快速提升。
  2.2 吸水率、干密度、强度影响分析
  通常情况下,当粉煤灰掺量不断提升过程中,浇筑成型试件自身干密度也会快速提高,而吸水率则會出现降低现象,其原因就是粉煤灰自身颗粒直径相对较小,建筑垃圾颗粒直径则较大,当粉煤灰掺量提升期间,建筑垃圾掺量则会相应降低,这时试件内部结构稳定性与密实度得到提升,而孔隙率降低,因此就会出现干密度提升吸水率下降现象。
  结合试件28d抗压强度实验分析可知,抗压强度不断提升,而粉煤灰产量为10%至70%时,试件实际强度则分别为4.10MPa、4.15MPa、4.25MPa、5.25MPa、5.72MPa、6.58MPa以及7.55MPa,这有效证明了煤灰粉掺量不断增加,试件自身强度也会随之提升。而不添加粉煤灰时,试件强度提升则较为缓慢,甚至还会出现降低现象[2]。其主要原因可分为两种:
  首先,混凝土抗压强度的主要基础就是水泥所具有的水化产物,但建筑垃圾自身水化反应活性相对较小甚至为零,在填充材料整体结构中的作用则是作为骨料存在,与集体黏结性较弱,而粉煤灰水化活性较高,因此当粉煤灰掺量提升期间,建筑垃圾掺量降低,致使试件强度不断提升;其次,当粉煤灰掺量不断提升过程中,建筑垃圾掺量会随之降低,其中建筑垃圾级颗直径较大,使得掺量较多,空隙形成数量也会快速提升,水泥水化后建筑垃圾会填充于内部结构中,导致水化产物整体结构稳定性受到严重威胁与影响,进而导致试件抗压强度不断降低。因此降低建筑垃圾掺量,可确保浆液自身强度快速提升。
  3 水泥掺量对填充材料影响分析
  分析水泥各种掺量对于填充材料性能影响期间,可在实验中明确建筑垃圾掺量为40%,粉煤掺量为30% ,接着通过石灰比与水泥混合比例变化进行科学探索。
  3.1 料浆流动性分析
  当水泥掺量在10%至30% 期间,浆料自身流动度主要保持在230mm,没有较为明显的改变,水泥掺量在降至0%时,浆料实际流动度则会降至199.58mm,其中生石灰有机融合需要利用石灰水化期间对浆液自身的水,进而致使流动度下降。当石灰掺量较低时,对浆液流动性造成的影响较小,当生石灰掺量达到30%左右时,浆料流动性会明显降低。
  3.2 强度、干密度、吸水率分析
  当水泥掺量不断提升时,试件自身干密度具有先升后降趋势,而自身吸水率则具有先降后升现象,水泥掺量在10%左右时,试件干密度则会提升至最大,而吸水率却相应降至最低。
  对试件28d强度情况与水泥掺量之间存在的关系进行分析可以发现,水泥掺量不断提升期间,试件强度也出现明显提高。而水泥掺量降至0%时,试件最低强度约为2.58MPa,若水泥掺量提升至10% ,试件强度最大会达到6.59MPa,水泥掺量为30%时,试件最大强度约为8.25MPa,其是不使用水泥试件强度的3倍[3]。这也有效证明了,在填充材料整体强度中 ,水泥材料具有重要作用与地位,同时水泥水化现象也是填充材料整体强度形成的基础与依托。
  4 结束语
  综上所述,结合填充材料自身性能需求可以了解到,运用粉煤灰与建筑垃圾制备填充材料期间,可有效满足所有填充需求。其中当不断提升粉煤灰掺量时,填充材料自身强度也会随之提高,并达到7.8MPa左右,这符合填充材料工作需求,而且粉煤灰与建筑垃圾相比,强化填充材料强度具有更为重要的意义与贡献。
  参考文献
  [1] 刘音,路瑶,郭皓,等.建筑垃圾膏体充填材料配比优化试验研究[J].煤矿安全,2017,48(06):65-68.
  [2] 黄轶舟,邓嫔.利用粉煤灰和建筑垃圾制备充填材料的研究[J].砖瓦,2017,(04):9-12.
  [3] 陈维新.建筑垃圾-粉煤灰基胶结充填材料实验研究[J].黑龙江科技大学学报,2015,25(06):637-640.
  作者简介
  包继长(1996-),男,云南省宣威人;学历:学士,现就职单位:宁波工程学院,研究方向:土木工程。
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