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摘要
针对煤矿用封孔水泥在井下复杂的工作环境中存在的早期强度不佳、凝结时间不稳定、封孔后期失效等问题,在水泥中引入高分子吸水树脂(SAP),同时复配亚纳米级镍锌铁氧体,通过抗压强度、流动度、凝结时间、XRD、电镜扫描(SEM)、热重(TG-DSC)等分析测试,研究SAP复配镍锌铁氧体对矿用水泥基封孔材料早强性能的影响。试验结果表明,当添加质量分数为0.3%SAP和1%镍锌铁氧体时,二者间产生较好的协同作用,对水泥试样早强效果的提升最为显著,其1, 3, 7, 28 d的抗压强度分别达到了9.31,24.63,30.59,42.82 MPa,较空白组分别提升了39.58%、29.56%、26.77%、29.68%,且凝结时间明显缩短。根据微观结构分析,亚纳米材料镍锌铁氧体在水化初期因SAP粒子电离作用可形成一种紧密的高能粒子结构,使水泥内部更加致密,铝酸三钙、硅酸三钙等物质转换成氢氧化钙的速度加快,SAP和镍锌铁氧体的复配有效提高了试样早期强度和自养护性能。
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