煤田地质与勘探

作者：康志鹏, 罗勇, 肖殿才, 任帅, 蔡志良, 高翔, 张坤哲,

关键词：煤基固废, 超细水泥, 可灌性分析, 微观结构, 复合改性, 控制变量法,

目的为改善超细水泥基灌浆材料析水率高、流变稳定性差、强度倒缩等问题，可通过掺入调控剂，提升复合超细水泥注浆材料性能的同时实现煤基固废资源化利用。方法以超细水泥为基础材料，粉煤灰(fly ash，FA)、矿粉(mineral fines，MF)为主要掺合料，改性膨润土、甲基纤维素醚、U型膨胀剂(U-type expansive agent for concrete，UEA)及氧化镁(MgO)为调控剂，开展不同配比方案下的浆液旋转黏度测试、抗压强度试验、可灌性测试等宏观性能分析，结合SEM电镜扫描微观分析，系统研究不同方案对于复合浆液流动性、稳定性、水化温度峰值及力学强度等影响规律。结果和结论掺合料类型及其复配方式对浆体析水率与稳定性呈现显著的非线性叠加效应；甲基纤维素醚能提高稳定性但会抑制流动性；煤基固废掺合料能有效降低水化温度峰值，最大降幅达48.6%，UEA与甲基纤维素醚可延缓温度峰值出现时间1~4 h；力学性能方面，膨润土改性体系的28 d抗压强度优于甲基纤维素醚体系，UEA膨胀剂在补偿收缩与增强后期强度方面优于MgO，并能缓解纯水泥体系的强度倒缩现象；灌浆试验表明，采用70%超细水泥、20%粉煤灰、10%矿粉，并复合10%UEA及5%膨润土的配比方案，具备最优的扩散性、黏结性能和成本效益。研究成果可为改性水泥基材料性能提升、煤基固废高值化利用提供参考。

来源：2026年第4期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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