摘要: 为解决煤层底板注浆工程中高掺量粉煤灰水泥材料强度不足、结石体成型性差的双重难题,本文以II级粉煤灰、P·O42.5水泥为基体,3%水玻璃为外加剂,引入聚丙烯纤维(PP)与玄武岩纤维(BF)绿色纤维构建改性体系。固定粉煤灰–水泥质量比7:3、水固比1:1,基于3 d、7 d、28 d实测抗压强度与结石体长度数据,系统探究纤维类型(PP, BF)、长度(3 mm, 6 mm, 9 mm)及掺量(0%, 0.1%, 0.4%, 0.7%, 1.0%)对材料宏微观性能的协同调控效应。通过SANS品牌单轴抗压强度测试机测试宏观强度,游标卡尺测定结石体长度,结合X射线衍射(XRD)定量分析微观物相演变,建立“强度–结石体–微观结构”关联机制。结果表明:PP纤维28 d强度最优配方为3 mm + 1.0%掺量(1.12 MPa,较对照+83.6%);BF纤维28 d强度最优配方为3 mm + 1.0%掺量(1.00 MPa,较对照+63.9%);BF纤维7 d强度最优配方为9 mm + 1.0%掺量(0.64 MPa,较对照 + 204.8%);XRD分析显示,经济型配方(BF6 mm + 0.7%) 28 d龄期核心水化产物C-S-H凝胶(2
θ = 28˚~32˚宽化峰)衍射峰强度较对照提升76.9%,未水化C
3S (2
θ = 31.0˚)含量降低48.2%,证实纤维通过优化物相组成实现宏观性能协同提升。研究基于实测数据为煤层底板注浆工程提供精准绿色配方,丰富了纤维改性注浆材料的宏微观关联理论。