粉煤灰对矿用炉渣喷射混凝土性能影响

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发布时间：2021-09-11

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粉煤灰对矿用炉渣喷射混凝土性能影响
杨雷，罗树琼。管学茂。余洪汇
(河南理工大学材料科学与工程学院，河南焦作454003)
摘要：炉渣作为骨料制备喷射混凝土可以降低混凝土自重，减少回弹，但易出现分层现象，因此研究了粉煤灰对炉渣喷射混凝土性能
的影响。研究表明，粉煤灰可以改善混凝土的和易性，降低炉渣混凝土的分层度，提高炉渣喷射混凝土的后期抗压强度、降低混凝土的弯曲
韧性，提高矿用喷射混凝土的抗氯离子渗透性。
关键词：粉煤灰；炉渣；矿用喷射混凝土
中图分类号： TU528．041 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2010)03—0108—03 ．
Influence of fly ash on properties of m ining slag shotcrete
YANGLei，LUO Shu—qiong，GUAN Xue-mao；YUHong-hui
(FacultyofMaterials Science andEngineering，Henan PolytechnicUniversity，Jiaozuo454003，China)
Abstract： Slag aggregatewhich Can beprepared as shotcrete canreducetheweightand reboundofconcrete，butitis easyto appearlayeredphenomenon，
SO influence offIy ash on properties ofmining shotcrete has been studied．Studies have shown that fly ash Can increase the cohesion of
concrete，reduce hierarchical degrees of slag concrete。increase the compressive strength of shotcrete slag，reduce the flexural toughness ofconcrete，
and improve the mining shotcrete anti-chloride ion penetration．
Keywords： nyash；slag；mining shotcrete
0 引言
巷道的锚杆一喷射混凝土支护是在科学的围岩白稳理论基
础上发展起来的一种支护方式，喷射混凝土、锚杆与围岩共同
组成有效的承载拱，改善了巷道的稳定性，提高了围岩的自稳
能力，变被动支护为主动支护【】】。喷射混凝土在整个支护体系中
的作用主要有：支撑作用、填充作用、隔绝作用和转化作用嘲。
随着煤矿巷道锚喷支护技术的飞速发展，支护理论呈现多
样化并逐步成熟和统一起来，支护材料、安装工艺及机具也发生
了根本性的革新，这些都为巷道支护技术的创新创造了条件【3J。
特别是新型锚杆和锚固剂的出现促进了锚网喷支护和巷道锚
索支护等技术的发展，提高了支护的效果。
大部分巷道在使用锚杆、锚索和金属网组合支护后，支护
效果就可以得到保证。在此前提下，使用喷射混凝土提供附加
支护，主要作用是及时封闭围岩表面，对围岩和金属网进行保
护，隔绝空气、水和围岩的接触，避免环境效应对巷道支护产生
不良影响，如围岩的风化、潮解和钢筋网的锈蚀／41等；对成形巷
道进行补平，去除围岩应力集中点，阻止围岩松动；弱化了传统
的喷射混凝土支护的支撑作用。
传统的喷射混凝土由碎石、砂和水泥组成，存在自重大、黏
结不牢、使用寿命短等缺点。相比之下，轻质喷射混凝土则更适
用于现在的锚喷支护体系。使用工业废渣炉渣为骨料制备喷射
混凝土，不仅可以降低混凝土的自重，减少混凝土的回弹[5-71，而
且可以降低混凝土的生产成本，减少废料堆积对土地的占用，有
收稿日期：2009一l1一l4
基金项目：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2009CB623106．3．1)
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利于环境保护，但由于炉渣属于多孔轻质废渣，充当骨料制备
喷射混凝土时，容易出现分层现象，因此掺人粉煤灰以改善炉
渣为骨料的矿用喷射混凝土的和易性、减少喷射混凝土的回
弹，提高混凝土的后期强度和抗渗性、保证混凝土喷层的耐久
性与和长期性 01。
1 原材料与试验方法
1．1 原材料
河南焦作中晶水泥厂生产的P·O 32．5级水泥；试验所用粉
煤灰为焦作电厂的II级粉煤灰，化学成分见表1；砂子采用信阳
黄砂，细度模数3．1，含泥量3％，堆积密度为1 565 kg／m'；石子为
壶关石子，粒径8～10 rnlTl，堆积密度为1 450kg／m ；炉渣采用山
西晋丰化工公司生产炉渣，粒度2．35～10 nllrl，筒压强度6．7 MPa，
堆积密度1 050kg／m 。
表1 粉煤灰化学成分％
1．2 试验方法
1，2．1 混凝土分层度试验方法
(1)试验模具：研究混凝士分层度的专用模具见图1。
(2)操作方法：试验前，将模具的上、中、下三部分固定成为
一体，并润湿待用；将新拌混凝土分三层装入模具，每层用捣棒
插捣20次；插捣完后，刮去多余的混凝土，并用抹刀抹平；将模