高温巷道新型隔热混凝土材料性能试验研究

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发布时间：2021-09-15

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高温巷道新型隔热混凝土材料性能试验研究
庞建勇，姚文杰，姚韦靖
(安徽理工大学土木建筑学院淮南232001)
摘要：当前矿井开采深度日益增加，高温热害问题日益严重，本文基于一般喷射混凝土的要求，通过材料正交
试验，掺加陶粒、玻化微珠和粉煤灰，研制出一种新型混凝土隔热材料，分析了陶粒、玻化微珠和粉煤灰掺量对于材
料导热系数和力学性能的影响．论证了新型隔热材料作为矿井喷射混凝土的适用性和可行性。
关键词：高温巷道；隔热材料；正交试验；陶粒；玻化微珠；粉煤灰
Abstract：Nowadays，mine mining depth increasing，the high temperature hot becoming a growing problem，based on
the general requirements of sprayed concrete，through the orthogonal test of materials，adding ceramsite，fly ash and glazed
hollow bead，a new type of thermal insulation of concrete material is prepared． I’he influences of the dosage of ceramsite，
glazed hollow bead and fly ash on coeficient of therm al conductivity and mechanical properties of the material are ana—
lyzed．which can demonstrate the applicability and feasibility of tlle new thermal insulation material as mine sprayed concrete．
Key words：High-temperature tunnel；Insulation materials；Orthogonal test；Ceramsite；Glazed hollow bead；Fly ash
中图分类号：TU528．01 文献标识码：A 文章编号：1000-4637(2016)01—05—05
O 前言
当前，由于我国多煤少油的国情，决定了我国
的能源必定以煤炭为主，并在未来的很长一段时间
将仍然以煤炭作为主要的支柱性能源。同样。经历
了煤炭开采的黄金时间，煤炭资源开采向深层发
展，其开采难度越来越大。
其中，难以解决的问题之_二即为高温热害问
题。地温随着开采深度的增加而呈线性增长趋势，
严重威胁着井下作业人员的身心健康。国内外一些
专家相继提出解决方案，主要是依赖制冷、制冰、通
风等机械技术实现降温『l-2]．而本文通过正交试验方
法，研制出一种新型隔热混凝土材料，其既具备良
好的隔热性能，又具有一般混凝土的力学性能．符
合矿井喷射混凝土的施工要求．将其应用于锚喷支
护当中，目的在于通过隔热的方法，限制围岩的地
温向巷道内传播，再通过矿井空调、通风等机械制
冷措施排出热量。是一种从根本上解决矿井热害问
题的方法。
本文研究了新型混凝土材料的隔热和力学性
能，加入了陶粒、玻化微珠等隔热材料，分析了其对
于材料性能的影响，论证了新型材料作为喷射混凝
基金项目：安徽省高校自然科学重大项目资助
(KJ2O15ZD2O)。
土应用于矿井建设的可行性和适用性。
1 试验
1．1 原材料
水泥：采用淮南当地某水泥厂生产的P·0 42．5
级水泥。
粉煤灰：采用淮南某电厂I级粉煤灰。
骨料：为了满足井下喷射混凝土的施工需要，
采用粒径为-10mm，堆积密度为1580kg／m。的瓜子
片：砂采用淮南本地产河砂，含泥量小于2％，堆积
密度为1480kg／m ，由于喷射的需要，控制细度模数
为2．8。
页岩陶粒：以泥质岩石、黏土、粉煤灰为原材
料，经过加工煅烧成球状物，其内部有封闭的微孔
结构．外部有一层致密的釉面外壳包裹呈球状，具
有高孔隙率、抗冻、抗渗、抗震、隔热防火等优良特
性p_卅。本试验选用的页岩陶粒粒径为-15mm，筒压
强度约为3MPa。密度为600kg／m ，吸水率不大于
16％，在材料中作为粗骨料代替瓜子片。
玻化微珠：是一种呈颗粒粉末状的材料，具有
质轻、抗老化、吸水率小、隔热、耐高温、防火不燃等
优良特点嘲。本试验选用河南信阳某厂产的玻化微
珠．密度80kg／m ，吸水率不大于10％，在材料中以
占混凝土的体积比掺入。以取代部分砂用量。
外加剂：选用减水剂和早强剂，以改善材料性