分析测试中心张建刚老师在国际知名学术期刊《Scientific Reports》(中科院二区,影响因子IF=4.6)上发表题为《Feasibility evaluation of mechanical and environmental properties for red mud based rapid setting filling support material》研究论文,并被Web of Science数据库检索。

红泥(RM)是铝土矿工业的固体废弃物副产物,已在全球范围内积累了大量库存。目前,红泥的主要应用是利用磁选回收氧化铁,而剩余的红泥主要被填埋。由于其强碱性,红泥可作为混凝土碱活化过程中强碱或钠盐的替代品,从而加速凝结时间并提高早期强度。基于这一特性,本研究设计并开发了一种以红泥为基础的快速硬化充填支护材料,该材料主要由红泥组成,具有快速硬化和早期高强度的特点。该材料旨在替代煤矿巷道留巷充填中的高含水材料。实验结果表明,当红泥掺量达到70%且水泥掺量为10%时,快速硬化充填支护材料(RSM)在抗压强度和初凝时间方面均达到满意水平,同时具有出色的经济性。其1天、3天、7天和28天的抗压强度分别为6.12 MPa、8.97 MPa、11.25 MPa和12.33 MPa,满足《高含水材料留巷袋式充填路段技术要求》(GB/T 39336-2020)的全部规定要求。RSM同样表现出良好的耐久性,其主要水化产物包括C–S–H凝胶、针状矿物(ettringite)和碳酸钙,这些均有助于强度发展。浸出试验显示,RSM浸出液中重金属离子浓度符合III类地下水及废水的综合排放标准,确认了其安全应用性。考虑到中国煤矿巷道每年约增加13,000公里,道路充填和支护材料的需求量巨大。因此,本研究的成果具有重要的经济和环境价值,具有促进绿色矿业和循环经济的潜力。


实验流程及强度测试结果
本研究获得了中央政府指导的地方科技发展基金项目(黔科合中引地[2024]029)、贵州省重点科技成果转化项目(黔科合成果 [2023]重点009)、2022年贵阳科技计划项目(筑科合同 [2022]2-6)、贵州省轻金属材料加工重点实验室项目支持(黔科合平台与人才 [2016]5104)、中央政府指导的地方科技发展基金项目(黔科合中引地 [2025]028)。
文字:王未鲜
一审:王未鲜
二审:李祥
三审:张建刚