煤矸石地质聚合物骨料浆液力学与输送特性分析
Mechanical and transportation characteristics of gangue geopolymer aggregate slurry
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摘要: 煤矸石地质聚合物骨料浆液是一种稳定性良好的新型绿色材料，可作为充填料浆充注到煤矿采空区，既解决采煤沉陷区治理问题，又解决煤基固废规模化处置问题。为了掌握浆液输送性质与固化后力学性能，以碱激发煅烧煤矸石为胶凝材料、破碎后的煤矸石为骨料制备煤矸石地质聚合物骨料浆液，以骨料粒径与胶骨比为因素，采用单轴抗压强度、低场核磁和扫描电镜方法，分析浆液固化体的力学性能、孔隙分布和微观结构，利用流变试验和扩展度试验，分析煤矸石地质聚合物骨料浆液输送特性。研究结果表明：（1）胶骨比相同时，浆液中骨料粒径越大，固化体抗压强度越大，粒径20，10，5 mm时，骨料起支撑作用且水化反应充分，强度明显优于粒径0.15，0.075 mm，骨料粒径相同时，受内部孔隙结构与胶凝材料和骨料之间的咬合关系影响，骨料占比增加，固化体强度先降低后增加；（2）浆液的扩展度与流变参数呈负相关关系，骨料占比增加导致扩展度降低、屈服应力和塑性黏度增加、触变性增大，致使浆液输送能耗增加、输送效率降低、堵管风险增加，不利于管道输送。研究可为煤矸石地质聚合物骨料浆液在实际工程的应用提供理论支撑。Abstract: Coal gangue-based geopolymer aggregate slurry is an emerging green material with excellent stability and suitability for use as backfill in coal mine goafs. This approach not only