采空区粉煤灰泡沫混凝土充填体的试验研究
张淑坤李伟 宋帅帅王宾辉潘强
(辽宁工程技术大学土木与交通学院，辽宁阜新123000)
摘要 以普通硅酸盐水泥、发泡剂、粉煤灰和外加剂为原料，通过室内试验方法制备采空区膏体充填材料，并对其性能指标进行研究分析
结果表明，粉煤掺量为O～50％、绝干密度为200～500kg／m 时，粉煤灰泡沫混凝土抗压强度在O．4-2．8MPa变化，抗剪强度在O 05～O．35MPa变化，
采用不同配比获得充填体强度能够满足一般采空区充填要求；随着泡沫掺入量及粉煤灰替换率的增加，能够得到同质量下普通混凝土体积3～7倍
以上的充填体，说明在满足充填体强度要求条件下，该充填体利用率较高 该充填体具有较好的变形能力和延性，适合采空区充填。
关键词栗空区；粉煤灰泡沫混凝土；充填体；抗压强度；抗剪强度
中图分类号：TQ172．71 5；TD325+．3 文献标识码：A 文章编号：1000—8098(2014)06-0036—03
Exoerimental Study on Foam ed Concrete Block Filler in Goaf
Zhang Shukun Li Wei Song Shuaishuai Wang Binhui Pan Qiang
(Institute of Civil and Transportation，Liaoning Technical University,Fuxin，Liaoning 1 23000)
Abstract Ordinary portland cement，fly ash，foaming agent，admixture as raw material，make paste filling material by means of the laboratary
test method，and analysis its performence index．The results show：when the fly ash property：0～50％ ，absolute dry density：200～500 kg／m ，the
compressive strength of the foamed concrete block changes between 0．4～2．8 MPa．the shear strengh changes between 0．O5～0．35 MPa．obtaining the
filler strength by using different proportionings can meet the general filling requirements in goal；as the foam property and the rate of substitution of the
fly ash and increase，get the filler 3~7 more times than the same quality of commen concrete，it shows that the utilization ratio of the filler is higher in the
condition ofmeeting the strength requirement ofthe filler The filler has bener deformability and ductility，and it is suitable to fill in goa~
Key words goa￡foamed concrete block；f¨ler；experiment；compressive strength；shear strength
充填体虽不能完全消除采空区围岩变形和破坏，
但可大大降低上覆岩层的移动和自由发展。充填工
艺发展主要经历了千式充填阶段、水砂混合充填阶段
和胶结膏体充填阶段 ]。干式充填材料特点是空隙
大、密实度低、充填效率也低，由于充填体自身会被再
次压缩，因此对于上覆岩层移动的抑制效果较差，但
材料本身成本较低 ；水砂混合充填对所选取的填
料要求较高，充填输送方便，充填效率较高[31；胶结膏
体充填由骨料和胶凝材料组成，充填效率较高，对于
上覆岩层抑制效果也好，骨料一般采用碎石、细沙及
尾矿砂等，而胶凝材料一般用水泥，充填成本较高0 。
随着技术的发展，膏体充填发展迅速，新型膏体充填
材料的研发也成为研究热点。为降低膏体充填成本，
掺入工业废料粉煤灰制备采空区膏体充填材料是很
好的途径 。冯国瑞等 对充填体中从激发粉煤灰
活性角度进行了大量实验研究，提出了激发剂采用及
配比建议。张钦礼等[7 从粉煤灰在充填体配比角度
进行研究，提出了最优配比。徐俊明等 将粉煤灰与
收稿日期：2叭4．09—26
基金项目：国家自然科学基金(51174268)；大学生创新训练项目
(20141叭47O57、。
其他充填材料混合对采空区进行充填。目前掺入粉
煤灰的膏体充填材料主要从外加剂或不同骨料的混
合角度出发进行研究，而对于凝胶材料本身的改性研
究较少。本实验采用泡沫混凝土作为胶凝材料，掺入
一定比例粉煤灰制备采空区膏体充填材料，对该充填
体的配比及物理特性进行了探讨性研究。
部分矿区充填体强度设计见表1。国内外研究经
验表明，充填体承担围岩移动应力的20％~70％，承载
系数为k为0．4时，大概承担40％左右l⋯。围岩移动
也并非一次性整体剪切破坏而失去平衡，而是先片帮
剥落，破损范围渐渐扩散至围岩深部，逐渐失去平衡，
最终才导致围岩大规模移动。若初期便能够维持表
层岩体稳定，破碎范围得不到扩展便不会逐渐失去平

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