煤炭工程

作者：范东林

单位：国能神东煤炭集团有限责任公司，陕西 神木 719315

关键词：煤矸石 , 粉煤灰 , 纳米SiO2 , 响应曲面法,

为了促进煤矸石等煤基固废资源化利用，减少碳排放，以煅烧煤矸石粉末、粉煤灰为原料部分替代水泥并掺入纳米二氧化硅制备一种新型的充填注浆材料。采用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对原料的组成与微观结构进行分析。利用响应曲面法，结合Box-Behnken试验设计，确定各组分对浆体单轴抗压强度和流动性的影响规律，得到最佳配合比，同时建立了一种新的损伤本构模型，可以完全描述应力-应变曲线，为工程实践的应用提供参考。试验结果表明：各关键因素对注浆材料流动性的影响顺序为：粉煤灰替代率>煅烧煤矸石粉替代率>纳米SiO2添加率；对单轴抗压强度的影响顺序为：粉煤灰替代率>纳米SiO2添加率>煅烧煤矸石粉替代率。各因素的最佳比率为：煅烧煤矸石粉替代水泥率21.16%，粉煤灰替代水泥率30.3%，纳米SiO2添加率0.511%。

来源：2025年第10期

《煤炭工程》期刊编辑部

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