利用粉煤灰和建筑垃圾制备充填材料的分析

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　　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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