现代矿业 ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (06): 191-199.
姜海峰1 陈忠越1 邵东岩1 姜明伟2,3,4
JIANG Haifeng1 CHEN Zhongyue1 SHAO Dongyan1 JIANG Mingwei2,3,4
摘要: 以粉煤灰(FA)与矿渣(GGBS)为主要原料,掺加 DOPA 改性聚丙烯酸(PAA)水凝胶, 制备一种安全环保型煤基固废封孔材料。选取 FA 与 GGBS 质量比、水玻璃模数、水灰比及 DOPA 改性 PAA 掺量为自变量,以浆液黏度和凝结时间为响应值,开展单因素效应与交互作用分析,建立 二次多项式回归模型,优化综合性能配比。采用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热 重分析(TG)及压汞分析(MIP)进行微观表征。结果表明,水灰比对浆液流变和凝结过程影响最显 著,DOPA 改性 PAA 掺量与水灰比的交互作用显著影响浆液黏度及稳定性。当 FA 与 GGBS 质量比 为 3∶7、水玻璃模数为 0.9、水灰比为 0.8、DOPA 改性 PAA 掺量为 8% 时,浆液凝结时间为 91.2 min, 黏度为 543.1 mPa·s。微观分析显示,早期形成的 DOPA 与 Ca²⁺、Al³⁺水凝胶构建三维网络,通过吸水 作用调控自由水,促进浆液黏度增加与凝结推进;中后期水凝胶缓释 Ca²⁺和 Al³⁺,与活性硅铝组分 反应生成新的凝胶相,叠加颗粒界面键合作用,使结构致密化并维持较高黏度水平。