彭 饶， 陈 伟， 李 秋， 袁 波

(1.武汉理工大学 材料科学与工程学院， 湖北 武汉 430070； 2.武汉理工大学 硅酸盐建筑材料国家重点实验室， 湖北 武汉 430070)

尾矿充填材料(cemented paste tailings,CPT)是一种以尾矿为主体，辅以胶凝材料和水制备而成的矿山采空区回填材料，具备较好的流动性和一定的强度[1].尾矿大量堆积于地表，不仅占用土地资源，增加溃坝风险，其溶出的Pb2+、Zn2+和As+等有害离子还会对地表环境造成污染[2].因此尾矿充填作为一种处理尾矿的方式，被国内外广泛采用，例如加拿大Hardy矿山与德国Bad Grund矿山最早开始使用尾矿充填材料回填采空区[3-4].尾矿充填材料综合利用了大量尾矿，在减少土地浪费与环境污染的同时，也加强了矿山采空区整体结构的稳定性，降低了塌陷的风险[5-7].

胶凝材料是尾矿充填材料中重要的组分之一，决定充填材料和硬化充填体的性能[8].硅酸盐水泥(PC)是充填材料最为常用的胶凝材料[1]，但其成本约占尾矿回填成本的75%[9].使用矿粉(GGBFS)部分替代PC，既可降低充填成本和充填体内部硫酸盐的侵蚀风险[8,10]，也能提高充填材料的后期强度与耐久性[11-12].然而，矿粉玻璃体水化速率高度依赖于激发环境的pH值[13]，使用矿粉替代硅酸盐水泥会延长充填材料的凝结时间，并降低其早期强度.采用氢氧化钠、硅酸钠等碱性激发剂可提高材料的pH值，促进矿粉水化[14-15].硅酸钠作为激发剂，可提高充填材料碱当量和矿粉含量，降低充填材料的孔隙率并且提高各龄期强度[8,16]，但同时会增大新拌充……