利用磷石膏开发替代水泥的早强充填胶凝材料

张光存^1,2,3，杨志强^1,3,4，高谦^1,3，王有团^1,3

1. 北京科技大学土木与环境工程学院2. 内蒙古科技大学矿业与煤炭学院3. 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室4. 金川集团股份有限公司

摘 要：金川矿山周边堆放有大量的固体废弃物磷石膏,而金川矿山充填法采矿对胶凝材料有大量的需求。为了降低充填采矿成本,实现废弃物的资源化利用,保护矿山环境,以磷石膏为主要原料,进行了早强型充填胶凝材料的开发研究,并依据磷石膏基胶凝材料水化3 d的SEM图片对胶凝材料的水化机理进行了分析。结果表明,胶凝材料中生石灰、Na OH、磷石膏、芒硝的质量分数分别为4%、2%、30%和1.5%的情况下,3、7、28 d的抗压强度分别为3.46、5.57、9.56 MPa,早期强度明显超过设计要求。SEM分析表明,磷石膏基胶凝材料水化反应生成水化硅酸钙凝胶和钙矾石对充填体的强度起着决定性的作用。该磷石膏基早强型胶凝材料可替代现场的32.5#水泥。

关键词：磷石膏;早强胶凝材料;充填采矿法;抗压强度;