矿用复合防灭火凝胶的制备与特性研究

作     者：刘杰 窦国兰 赵云锋 宣德全 董永利 简赫达 仲晓星 LIU Jie;DOU Guolan;ZHAO Yunfeng;XUAN Dequan;DONG Yongli;JIAN Heda;ZHONG Xiaoxing

作者机构：中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221100 义马煤业集团股份有限公司千秋煤矿河南义马472399 

出 版 物：《煤矿安全》 (Safety in Coal Mines)

年 卷 期：2022年第53卷第9期

页      面：177-185页

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金面上资助项目(52174213)。 

主　　题：复合凝胶 钠基膨润土 抗压强度 保水性能 成胶机理 防灭火 

摘      要：针对水玻璃凝胶失水开裂粉化、成胶时间不可控、抗压强度差以及有机凝胶流动性差、渗透范围小及成本高等问题,结合膨润土、粉煤灰胶体可塑性强,不开裂的特点;以钠基膨润土为主体原料,引入粉煤灰凝胶和水玻璃凝胶,采用一步混合法,制备了复合凝胶;通过凝胶成胶时间、抗压强度和黏度测试,探究了复合凝胶的最佳配比。复合凝胶的成胶时间在30 s~15 min之间可控,且固水比适应范围为1∶8~1∶16,具有宽固水比的特征,抗压强度最大达到25 MPa,在此基础上采用扫描电镜对复合凝胶防灭火材料的表面形貌进行了表征,分析了胶体的微观结构。结果表明:复合凝胶的微观结构中存在Al-O-Si三维网状结构与水化硅酸钙(C-S-H)和水化硅酸铝(A-S-H)等胶凝性产物相互交联而形成的网络结构,据此,提出了该复合凝胶的成胶机理。