基于均匀试验与智能算法的全固废充填胶凝材料制备

李立涛^1,2，杨晓炳^1,2，高谦^1,2，陈得信³

1. 北京科技大学土木与资源工程学院2. 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点试验室3. 金川集团股份有限公司

摘 要：为了制备满足矿山要求的超细尾砂全固废充填胶凝材料,基于均匀设计方案,开展了全固废充填胶凝材料激发剂配比的胶结体强度试验,结果表明,矿渣粉配比量为全尾砂胶结充填体7 d及28 d抗压强度的主要影响因素,脱硫石膏配比量对充填体7 d抗压强度影响较大,而钢渣配比量影响28 d抗压强度。建立了胶凝材料配比优化模型,利用智能算法的全局寻优,获得低成本全固废充填胶凝材料最优配比为:脱硫石膏20%、钢渣微粉33%、粉煤灰25%、矿渣微粉22%,材料成本为34.92元/m~3;根据该配比进行了室内制备试验,结果显示,充填体7 d和28 d抗压强度分别达到1.38 MPa和3.56 MPa,并且随着反应龄期增加,该材料体系中C—S—H凝胶和钙矾石的质量损失从3.64%增加到8.7%,充填体强度呈增加趋势。采用该方法制备的胶凝材料能满足矿山要求。

关键词：全固废胶凝材料;均匀设计;配比试验;智能算法;充填体;