王雪等：钢渣作为钾盐矿充填料胶结剂的固化机理 ·1179· 表1钢渣粉化学成分分析表（质量分数） 中养护.养护到规定期龄后拆模，测定抗压强度，并 Table 1 Chemical composition of steel slag 将试块敲碎，取中心部位用无水乙醇终止水化，准备 SiO2Ca0A山203Fe203f0Mg0P0烧失量 制样进行微观检测. 8~2035454-79~156~1310~131~35~8 表2钢渣尾液体系原料配比及养护方式 Table 2 Mixing ratio and curing conditions for paste specimens 3500 1-CS 样品编号钢渣种类钢渣质量/g尾液体积/mL养护温度/℃ 3000 2CS 3Ca(0H), Al 初始钢渣 2500 4R0相 270 100 20 5f-Cao A2 磨后钢渣 2000 BI 初始钢渣 7C.下 270 100 1500 B2 磨后钢渣 1000 1.2.2充填料的制备 500 本研究的充填料由钢渣、钾盐矿尾盐和钾盐刊 20 30 0 50 60 尾液拌合制得，充填料制备方法如图3所示 20Me) 钢渣 钾盐矿尾盐 钾盐矿尾液 图1钢渣的X射线衍射图谱分析结果 Fig.1 XRD results for steel slag 粉磨 筛分 100 图图因面A中 筛上 筛下 ▲一原始钢渣 ·一磨后钢渣 80 粉磨 尾盐骨料 60 搅拌 40 充填料 20 图3充填料的制备流程 Fig.3 Preparation process for backfill material 0结色 0.1 10 100 粒径/μm 为达到更好的保水效果，根据紧密堆积原理，对 尾盐进行级配处理：用筛孔尺寸为1.6~3mm的振 图2原始钢渣和粉磨后钢渣的粒径分布曲线 Fig.2 Particle size distribution curves for original steel slag and 动筛将钾盐矿尾盐筛分，将筛上的钾盐矿尾盐磨至 ground steel slag -100目为50%后与筛下尾盐混合，制得骨料，粒级 处理后尾盐的粒级分布如表3所示.将钢渣烘干、 1.2试样制备方法、配比及养护条件 磨细备用.以上工作完成后进行充填料的制备（图 1.2.1净浆试块的制备 3).测得所制备充填料在初始、1h后、2h后、4h后 为了研究充填料的水化机理，本试验将钢渣和 和8h后的流动度，并在与现场采空区相似的温度 钾盐矿尾液混合搅拌均匀得到净浆试块.根据水泥 40℃、相对湿度30%左右的条件下养护3、7和28d 标准稠度用水量的确定方法，按照表2的原料配比 后观察其硬化程度并测得其抗压强度 制备净浆试块.将钢渣和尾液在NJ-160A水泥净浆 表3粒级处理后尾盐的粒级分布 搅拌机中充分拌合，然后倒入尺寸为3cm×3cm×5cm Table 3 Particle size distribution for potash tailings 的水泥净浆三联试模中，在水泥砂胶振实台上振动 粒级/mm 级配处理后各粒级占比/% 成型，并加盖.根据查阅资料2)可知，在20~50℃ 大于2.5 2.87-3.89 的条件下，水化产物的种类基本不变，主要差别在于 0.63-2.50 37.95-39.24 水化速率的变化，因此，为初步探讨温度对水化反应 0.30-0.63 19.51-20.64 的影响，受本实验室高湿度养护箱设备的温度所限， 0.25~0.30 4.32~4.76 本试验将A1和A2放在温度为20±1℃，湿度95% 0.15~0.25 7.62-8.34 以上SHBY-4OB型数控水泥砼标准养护箱中养护； 小于0.15 22.2025.37 B1和B2放在温度为30℃，湿度95%以上的养护箱王 雪等: 钢渣作为钾盐矿充填料胶结剂的固化机理 表 1 钢渣粉化学成分分析表(质量分数) Table 1 Chemical composition of steel slag % SiO2 CaO Al2O3 Fe2O3 FeO MgO P2O5 烧失量 8 ~ 20 35 ~ 45 4 ~ 7 9 ~ 15 6 ~ 13 10 ~ 13 1 ~ 3 5 ~ 8 图 1 钢渣的 X 射线衍射图谱分析结果 Fig. 1 XRD results for steel slag 图 2 原始钢渣和粉磨后钢渣的粒径分布曲线 Fig. 2 Particle size distribution curves for original steel slag and ground steel slag 1郾 2 试样制备方法、配比及养护条件 1郾 2郾 1 净浆试块的制备 为了研究充填料的水化机理,本试验将钢渣和 钾盐矿尾液混合搅拌均匀得到净浆试块. 根据水泥 标准稠度用水量的确定方法,按照表 2 的原料配比 制备净浆试块. 将钢渣和尾液在 NJ鄄鄄160A 水泥净浆 搅拌机中充分拌合,然后倒入尺寸为3 cm 伊3 cm 伊5 cm 的水泥净浆三联试模中,在水泥砂胶振实台上振动 成型,并加盖. 根据查阅资料[2] 可知,在 20 ~ 50 益 的条件下,水化产物的种类基本不变,主要差别在于 水化速率的变化,因此,为初步探讨温度对水化反应 的影响,受本实验室高湿度养护箱设备的温度所限, 本试验将 A1 和 A2 放在温度为 20 依 1 益 ,湿度 95% 以上 SHBY鄄鄄40B 型数控水泥砼标准养护箱中养护; B1 和 B2 放在温度为30 益 ,湿度95% 以上的养护箱 中养护. 养护到规定期龄后拆模,测定抗压强度,并 将试块敲碎,取中心部位用无水乙醇终止水化,准备 制样进行微观检测. 表 2 钢渣尾液体系原料配比及养护方式 Table 2 Mixing ratio and curing conditions for paste specimens 样品编号 钢渣种类 钢渣质量/ g 尾液体积/ mL 养护温度/ 益 A1 初始钢渣 270 100 20 A2 磨后钢渣 B1 初始钢渣 270 100 30 B2 磨后钢渣 1郾 2郾 2 充填料的制备 本研究的充填料由钢渣、钾盐矿尾盐和钾盐矿 尾液拌合制得,充填料制备方法如图 3 所示. 图 3 充填料的制备流程 Fig. 3 Preparation process for backfill material 为达到更好的保水效果,根据紧密堆积原理,对 尾盐进行级配处理:用筛孔尺寸为 1郾 6 ~ 3 mm 的振 动筛将钾盐矿尾盐筛分,将筛上的钾盐矿尾盐磨至 - 100 目为 50% 后与筛下尾盐混合,制得骨料,粒级 处理后尾盐的粒级分布如表 3 所示. 将钢渣烘干、 磨细备用. 以上工作完成后进行充填料的制备(图 3). 测得所制备充填料在初始、1 h 后、2 h 后、4 h 后 和 8 h 后的流动度,并在与现场采空区相似的温度 40 益 、相对湿度 30 % 左右的条件下养护 3、7 和 28 d 后观察其硬化程度并测得其抗压强度. 表 3 粒级处理后尾盐的粒级分布 Table 3 Particle size distribution for potash tailings 粒级/ mm 级配处理后各粒级占比/ % 大于 2郾 5 2郾 87 ~ 3郾 89 0郾 63 ~ 2郾 50 37郾 95 ~ 39郾 24 0郾 30 ~ 0郾 63 19郾 51 ~ 20郾 64 0郾 25 ~ 0郾 30 4郾 32 ~ 4郾 76 0郾 15 ~ 0郾 25 7郾 62 ~ 8郾 34 小于 0郾 15 22郾 20 ~ 25郾 37 ·1179·