注浆材料的固化机理与抗水溶蚀性能研究.pdf

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1、2010年4月２１世纪建筑材料第2卷第2期April201021stCENTURYBUILDINGMATERIALSVol.2No.2注浆材料的固化机理与抗水溶蚀性能研究1122许茜王彦明邵磊封鸿向（1.250061山东省济南市山东大学土建与水利学院；2.266555山东省青岛市青岛瑞源工程集团有限公司）［摘要］分析了三种常用注浆材料的固化机理，包括水泥注浆材料、水泥-水玻璃注浆材料、水玻璃-工业废渣注浆材料。并以这三种常用注浆材料的固化机理为依据，重点分析其抗水溶蚀性能，为地下工程选择注浆材料防水堵漏提

2、供了一些理论依据。［关键词］注浆材料；固化机理；抗水溶蚀性；水泥；水玻璃；工业废渣［中图分类号］TU57+8.１;TV432;TQ177.6［文献标志码］Ａ［文章编号］１００３－１３２４（２０10）－０２－００30－０4源广泛、成本低、无毒性，施工工艺简单方便。缺点是：0引言水泥浆液稳定性较差、易沉淀析水、凝结时间较长，并随着世界各国地下工程建设的高速发展，注浆材且由于水泥颗粒直径较大，注入能力对微细裂隙往往料得到了越来越广泛的开发和利用。其中，水泥注浆［1］受到限制。在地下水流速较大的条件下注浆时，水材

3、料、水泥-水玻璃注浆材料在地下工程施工中应用［2］泥浆液易受水的冲刷和稀释而难以固结。水泥浆液最为广泛；水玻璃-工业废渣注浆材料作为一种新型的基本性能如表1所示。环保的绿色注浆材料具有较好的应用前景，在地下工超细水泥注浆材料的优点是：水泥颗粒的最大粒程施工中已逐渐得到应用。由于注浆材料通常应用径小于20μm，平均粒径4μm左右，比表面积较大，于地下工程，其应用环境多为地下水流较为丰富的区浆液凝结体强度高、稳定性好，渗透能力强，可以达到域，因此实际工程中不仅要求注浆材料具有良好的工［3］和化学浆材相近的可注

4、性，且浆材无污染。缺点是：作性能，还必须具有优异的早期抗水分散性能和后期［4］成本高，干法磨细水泥的储存、运输难度较大。抗水溶蚀性能。本文将对上述三种注浆材料的固化1.2水泥-水玻璃双液注浆材料的基本性能机理与抗水溶蚀性能进行理论分析与研究，为地下工水泥-水玻璃双液注浆材料克服了单液水泥注程选择注浆材料防水堵漏提供一些理论依据。浆材料的凝结时间长且不易控制、结石率低等缺点，提高了水泥注浆的效果，扩大了水泥注浆的适用范1注浆材料的基本性能围。其凝结时间可以从几秒到几十分钟内调节，结石1.1水泥注浆材料的基本

5、性能体抗压强度较高，可达10~20MPa，凝结后结石率可水泥注浆材料包括普通水泥注浆材料和超细水达100%，结石体渗透系数为10-3cm/s，可用于裂隙为泥注浆材料。普通水泥注浆材料的优点是：原材料来0.2mm以上的岩体或粒径为１mm以上的砂层，可注表1水泥浆液的基本性能［5］水灰比粘度/（103密度/凝结时间/（h:min）抗压强度/MPa结石率/%（重量比）Pa（g/cm3）·s）初凝终凝3d７d14d28d0.5:11391.867:4112:36994.146.4615.322.00.75:133

6、1.6210:4720:36972.432.605.5411.271:1181.4914:5624:27852.002.402.428.901.5:1171.3716:5234:47672.042.331.782.222:1161.3017:0748:15561.662.562.102.80注：表中数据采用42.5#普通硅酸盐水泥；测定数据为平均值。收稿日期：20０９-１０-１０第2卷第2期许茜等：注浆材料的固化机理与抗水溶蚀性能研究31［1］性比水泥浆要高。胶膜。这种凝胶膜由于水分渗入膜内形成渗透压而1

7、.3水玻璃-工业废渣注浆材料的基本性能产生破裂，膜外水分因此继续渗入膜内，与水泥水化水玻璃-工业废渣注浆材料是一种无水泥熟料颗粒内核直接接触，产生新的凝胶。水泥水化产生的的绿色环保注浆材料。工业废渣（粉煤灰、矿渣、钢渣）凝胶一方面使原有的凝胶膜增厚，减缓了水化速度；A液、水玻璃B液的组分及配方见表2。其中水玻璃另一方面进入水溶液中，将水泥颗粒互相联系起来。选用原始工业水玻璃，Be′=39.2，模数m=3.19。水玻如此反复循环，膜体增厚，凝胶膜外则形成网状凝胶璃-工业废渣双液注浆材料浆液的凝胶时间可以在结

8、构，使水泥石结构趋于致密，水泥强度提高。随着［8］几秒到几十分钟范围内控制，结石体早期强度较低，时间的推移，水化反应减缓，直至水泥浆完全硬化。但具有较高的中后期强度，最高强度可达40MPa，浆2.2水泥-水玻璃双液注浆材料的固化机理［6］液固结性能好，结石率可达100%。水泥-水玻璃浆液是以水泥和水玻璃为主剂，两表2浆液组分及配方［6］者按一定的比例采用双液方式注入，必要时加入速［1］密度/比表面积粉料比水灰体积比凝剂或缓凝剂