氟石膏对高水充填材料性能的影响

作者：王雨利; 路会娟; 杨宇杰

来源：煤炭科学技术, 2022, 1-11.

• 硫铝酸盐水泥
• 高水充填材料
• 氟石膏
• 性能
• 水化机理

充填开采是实现矿山绿色开发的重要途径，其中高水充填材料由于凝结时间短等优点，得到了广泛应用。该材料中40%的原料是天然硬石膏，主要组成是无水硫酸钙（CaSO_(4)）。氟石膏是生产氢氟酸产生的工业固废，其主要组成是II型CaSO_(4)，为了探究氟石膏（F1，石灰掺量3%；F2，石灰掺量5%）对高水充填材料性能的影响，研究在不同实验水温下、水胶比3∶1时，氟石膏掺量对高水充填材料凝结时间及1d、7d和28d抗压强度的影响，同时通过XRD、SEM和TG-DTA研究其水化机理。结果表明在不同实验水温下，随着氟石膏掺量的增加，高水充填材料的凝结时间逐渐增加。随着F1掺量的增加，低掺量对高水充填材料不同龄期的抗压强度影响较小，其掺量高于20%时，高水充填材料1d、7d和28d的抗压强度是逐渐减小的；随着F2掺量的增加，高水充填材料1d、7d和28d的抗压强度是逐渐增加的，在不同龄期，与空白组相比，F2掺量80%，其抗压强度最大增长率为29.7%。微观分析得出高水充填材料的水化产物主要有AFt，Al(OH)_(3)（gel）和CaSO_(4)■2H_(2)O，水化1d后，F2组（F2掺量80%）的水化速率快、AFt生成量最大，空白组水化速率最小，AFt生成量最小；水化28d后，三组的AFt生成量相当。同时，基于高水充填材料的水化动力学，分析了氟石膏对高水充填材料水化过程的影响，得出氟石膏可以取代高水充填材料体系中的天然硬石膏，应用于高水充填材料体系。

• 单位
  材料科学与工程学院; 河南理工大学