超高水充填材料固結(jié)體水體積高達(dá)95%~97%，其穩(wěn)定與否直接影響到工程的應(yīng)用。超高水材料的固結(jié)產(chǎn)物主要是鈣礬石，其基本結(jié)構(gòu)單元為{Ca3[Al(OH)6]·12H2O}3+，屬三方晶系，呈柱狀結(jié)構(gòu)。其分子式為3CaOA12O33CaSO432H2O。

超高水填充材料廠家介紹鈣礬石結(jié)晶能力很強(qiáng)，在合理配比的溶液中形成針狀并交叉成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其穩(wěn)定性包括熱穩(wěn)定性、抗碳化性及抗壓下穩(wěn)定性等。

（1）熱穩(wěn)定性

除封閉狀態(tài)外，在開(kāi)封干熱情形下，從55℃開(kāi)始到100℃，24個(gè)配位水逐步脫去，在約160~260℃，脫去相當(dāng)4H2O，在370℃以上脫去相當(dāng)2H2O。但在400℃以下，滴水會(huì)重新生成鈣礬石。超過(guò)400℃則逐漸分解生成硬石膏，約950℃時(shí)全部形成無(wú)水硫鋁酸鈣及氧化鈣等。

（2）鈣礬石的化學(xué)穩(wěn)定性

從鈣礬石的形成角度分析，鈣礬石屬不一致溶四元化合物。大量研究結(jié)果表明，鈣礬石失去穩(wěn)定的主要因素是風(fēng)化，即將超高水材料固結(jié)體完全置于空氣中。失穩(wěn)的主要機(jī)理為：

鈣礬石在空氣中，即在干燥條件下，與CO2作用會(huì)分解為碳酸鈣、硫酸鈣和氫氧化鋁（或成碳鋁酸鈣），造成鈣礬石風(fēng)化崩解。其反應(yīng)式為：

3CaOAl2O33CaSO432H2O

3（CaSO42H2O）+3CaCO3+Al2O3xH2O+(26-x)H2O

在封閉狀態(tài)下，上述風(fēng)化條件是不存在的。因此，鈣礬石在封閉條件下，或在完全潮濕狀態(tài)下，可長(zhǎng)期穩(wěn)定。當(dāng)超高水充填材料用于采空區(qū)充填時(shí)，其完全處于封閉狀態(tài)下，只要所處環(huán)境不受地震等大的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)破壞，超高水材料可以保持持久穩(wěn)定。

（3）受壓下穩(wěn)定性

高壓對(duì)鈣礬石的穩(wěn)定性有影響。研究結(jié)果表明，在3GPa時(shí)，鈣礬石開(kāi)始失穩(wěn)。壓力繼續(xù)升高，鈣礬石開(kāi)始轉(zhuǎn)化成無(wú)定型結(jié)構(gòu)。因此，一般情況下，超高水材料形成的固結(jié)體不會(huì)用于如此高壓狀況下。