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1、新型灌浆材料超细水泥的发展现状1112张迎威,姚直书,徐进,张元波(1．安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南232001;2．山西大学,山西太原030006)2摘要:在相比普通水泥具有良好稳定性的超细水泥中掺表面积在800m/kg以上的水泥称水超细水泥。浙江金华2入0．5%左右高效减水剂,可以很好地降低浆液黏度,提高华夏灌浆材料厂生产的水泥,其最大比表面积1600m/kg流动度。P．Ⅱ42．5的硅酸盐水泥和超细水泥灌浆料(MFC以上,平均粒径小于2μm,甚至可以1μm以下,是广义-GM)的抗压、抗渗强度的对比试验表明,超细水泥灌浆上的纳米级材料。该产品可注入25μm以内的裂缝之中。料3
2、d和28d的抗压强度就已经超过P．Ⅱ42．5的硅酸盐水普通水泥与超细水泥性能方面的比较见表1。泥强度的28．7%和25．4%,分别达到50．5、68．2MPa,因表1普通水泥与超细水泥基本性能比较而超细水泥具有更加优异的抗压强度。在超细水泥灌浆材水泥类平均粒径最大粒径比表面积备注别品种/μm/μm2-1料的制备过程中加入0．5%~2．5%的调凝剂,能够确保浆/(m·kg)普通水泥15~2044~100260~400适灌缝宽0．2mm液合理的凝结时间;与此同时,可以通过掺入粉煤灰、硅超细水泥3~610~30800~1600适灌缝宽0．05mm粉等活性掺和剂起到降低水化热的作用。关键词:
3、超细水泥;灌浆材料;工作性能;发展现状2超细水泥的工作性能中图分类号:TQ172．7文献标志码:B文章编号:1672-4011(2016)12-0008-022．1稳定性和流动性DOI:10．3969/j．issn．1672-4011．2016．12．003超细水泥在注浆过程中,要求有反映浆液稳定性的较高的结实率;对于水灰比为1的普通水泥浆液,其结实率0前言为75%以下,浆液凝固历时90min;而超细水泥的结实率随着科技的进步与科研实践的深入以及浅部资源的日为95%以上,浆液凝固历时120min,稳定性得到了大大的益减少,煤炭向更深层挖掘;由于地下环境恶劣,地质环提升。水泥浆在自重或
4、外力作用下发生黏塑性变形的性能境复杂多变,地下结构的稳定性在井下安全问题中显得尤反映了浆液的流动性。水泥颗粒的细化降低了灌浆材料的为重要。灌浆技术在地下结构的支护中占有重要的地位,流动性,而采取增加用水量来提高其流动性的措施会导致而灌浆材料则是灌浆技术的基础。在地下工程防水及预加浆液流动性降低。为了确保注浆材料具有良好的可注性,固处理、软土地基加固、各类建筑物结构缺陷的补强、修很好地填充孔洞和裂隙,需要加入一些掺量为0．5%左右复及纠偏等领域,灌浆材料和灌浆技术得到了非常广泛的高效减水剂降低浆液黏度。应用。灌浆材料中黏土类灌浆材料粘度较大,不利于灌浆,2．2抗压及抗渗性能而且其固结强
5、度低、稳定性差;普通硅酸盐水泥类灌浆材超细水泥具有较高强度的原因主要是超细水泥颗粒细,料由于其颗粒粒径大,难以满足细微裂缝的灌浆要求,而水化物多,水化充分,并且其具有致密、均匀的结构。由且硬化后易收缩,因而人们转向了对化学灌浆材料的研究;表2可见,超细水泥灌浆料(MFC-GM)3d和28d的抗压强但化学灌浆材料成本高、施工复杂、固化放热,且有毒性,度就已经超过P．Ⅱ42．5的硅酸盐水泥强度的28．7%和给环境和人类带来危害。因此,专家学者又开始把研究方25．4%,分别达到50．5、68．2MPa。P．Ⅱ42．5硅酸盐水泥向转移到硅酸盐类无机灌浆材料的研究上。为了解决普通和超细水泥灌浆
6、料(MFC-GM)7d的抗压强度分别为水泥颗粒粒径大,无法有效灌入微细裂缝或缝隙中,人们41．5、57MPa;从表2中可以看出,超细水泥内部孔隙由开始研究超细水泥,即减小普通水泥的粒径,以提高其可于多以非连通孔形式存在而具备了优异的抗渗性能。灌性。超细水泥首先出现在20世纪中后期的日本,这种材表2普通硅酸盐水泥与超细水泥抗压、抗折强度对比MPa料的名称为MC-500超细水泥,由于其较小的颗粒和良好抗压强度抗折强度水泥品种的可灌性,能够渗透到细微裂隙中,注浆效果可以和化学3d7d28d3d7d28d[1]P．Ⅱ42．53641．550．956．58灌浆材料相比拟。MFC-GM50．55
7、768．26．87．98．91概况2．3凝结时间和浆液温度超细水泥和普通水泥原材料一样,只是采用特殊的研凝结时间既要考虑灌浆操作和浆液充分地填充破碎裂[2]隙的时间,也要控制其灌浆量和扩散距离,防止浆液的浪磨设备使颗粒细化。一般情况下把平均粒径3~6μm,费。不同的工程对凝结时间有不同的要求,应根据实际情D95<20μm(即允许5%的颗粒粒径大于20μm),或者比况在超细水泥制备的过程中掺加0．5%~2．5%的调凝剂,作者简介:张迎威(1991-),男,河
