采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (3): 673-683.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2023.0418

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全煤矸石基地质聚合物固结体制备及力学性能

张卫清1,2,梅璟昕1,2,柴军3,吴征艳4,邵昊4,伍基仁1,2,李沛原1,2   

  1. 1. 中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室,江苏 徐州 221116; 2. 中国矿业大学矿业工程学院,江苏 徐州 221116; 3. 国能神东煤炭集团保德煤矿,山西 忻州 036600; 4. 中国矿业大学安全工程学院,江苏 徐州 221116
  • 出版日期:2025-05-15 发布日期:2025-05-21
  • 通讯作者: 吴征艳,E-mail: wzy-1998@cumt.edu.cn,Tel:15050836450
  • 作者简介: 张卫清(1984— ),女,山西省大同市人,博士,副研究员,从事矿山固废资源化利用与矿山粉尘防控等方面的研究。
  • 基金资助:
    中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室自主课题研究项目(SKLCRSM19X001)

Preparation and mechanical properties of coal gangue-based geopolymer consolidation

  • Online:2025-05-15 Published:2025-05-21

摘要: 为推动煤矸石基地质聚合物(CGGP)的应用研究,分析了胶凝固结原煤矸石骨料的全煤矸石基地质聚合物固结体(CGGPC)力学性能和环境友好性。采用单轴抗压强度、扫描电镜、核磁共振和电感耦合等离子体质谱分析了固结体的力学性能、微观结构及重金属浸出特征。结果表明:添加骨料后,固结体抗压强度均不同程度下降;随着骨料粒径由0~1 mm增加至1~5 mm和5~10 mm,固结体抗压强度先减小后增加,5~10 mm骨料较1~5 mm骨料能形成更有效的承载结构;微观形貌显示固结体的界面过渡区随骨料粒径增加而增大,但5~10 mm骨料固结体中地质聚合物表面更加完整连续;固结体压缩破坏符合脆性破坏特征,其中未经机械活化的全煤矸石基地质聚合物组(0h-CGGP组)脆性相对更强;固结体中重金属离子均有不同程度浸出,但浓度低于我国水质量标准和危险废物浸出毒性标准,说明该材料具备环境友好性。

关键词: 煤矸石基地质聚合物, 固结体, 抗压强度, 界面过渡区, 重金属浸出

中图分类号: