全尾砂固結材料孔結構參數的變化規律

鄧鵬海 游家梁 李朋（中國礦業大學（北京）資源與安全工程學院北京市海淀區100083）

在全尾砂固結材料中存在兩種類型的孔：一種是連通孔，另一種是封閉孔。全尾砂固結材料在脫水之后還剩余少部分水，連通孔就是這部分拌合水留下的空間，水泥水化凝結形成初始結構時，這些水仍留存在全尾砂固結材料中，并占據之前的位置。隨著水化反應的結束和長期暴露在空氣中，水分慢慢蒸發，材料逐步干燥，失去水分，原來被水占據的空間成為孔隙。封閉孔通常是由于某種原因產生的氣泡擠占原本屬于材料顆粒的空間，有可能是在攪拌過程中混入空氣產生這些氣泡，也有可能是振動密實過程不夠徹底，混入的空氣氣泡沒有徹底排盡。這些在攪拌、脫水、成型、充填過程中沒有消除的氣泡，在全尾砂固結材料硬化成型后便形成了封閉孔。

用AutoPoreIV 9500型壓汞儀對表1中三種質量濃度的全尾砂試塊進行測試，得到的孔結構相關參數如表2所示。

表1 全尾砂漿配合比

*C75中75表示質量濃度為75%

表2 三種質量濃度全尾砂漿的孔結構參數

將表2中數據繪制成曲線圖，可以直觀地看到孔結構參數隨養護時間和質量濃度的變化規律，如圖所示。

圖1 孔結構參數變化趨勢

從圖1可以看到，除個別點外，全尾砂固結材料的孔隙率、總孔隙量、平均孔徑隨著料漿濃度和養護齡期的增加而減小，孔總面積隨料漿濃度和養護齡期的增加而增加。從理論上來講，壓汞儀測量的孔結構主要是存在于尾砂顆粒、膠凝材料顆粒之間的自由態水蒸發后留下的。這一方面反映出在濃度一定的情況下，隨著養護齡期的增加，水泥水化反應時間增長，水化反應更充分，更多的水泥參與水化反應生成水化產物，水分含量隨之降低，材料中的孔隙被不斷生成的水化產物占據；另一方面，料漿濃度增加，養護期內水化反應之后剩余的水分減少，原本應被水分占據的空間減少，相同養護齡期下，料漿濃度大的樣品孔隙率自然會相應降低。