粉煤灰复合胶凝材料充填体强度与水化机理研究

李茂辉^1,2，杨志强^2,3，王有团^1,2，高谦^1,2

1. 北京科技大学土木与环境工程学院2. 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室3. 金川集团股份有限公司

摘 要：为了提高粉煤灰资源利用率和充填采矿效益,以金川镍矿为工程背景,采用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）分析并结合胶结充填体强度试验,开展了粉煤灰替代水泥和矿渣微粉的复合胶凝材料的水化机理研究与充填体强度试验.结果显示:掺入粉煤灰的复合胶凝材料的水化产物主要是斜方钙沸石晶体、钙矾石晶体和C-S-H凝胶.当粉煤灰替代20%的水泥掺量时,3,7和28d充填体强度分别降低26.9%,29.9%和20.3%;当粉煤灰替代15%的矿渣微粉,3,7d强度分别降低23.5%和20.1%,但28d强度却提高7.6%.在满足金川矿山下向分层充填法采矿条件下,粉煤灰替代水泥掺量、矿渣微粉掺量分别可达到20%和15%.与矿用水泥充填材料相比,复合充填胶凝材料成本降低约49.8%.

关键词：粉煤灰;复合充填材料;水泥;抗压强度;水化机理;