复合水泥基-水玻璃双液注浆材料性能及微观特性研究

【摘要】传统水泥-水玻璃双液注浆材料因凝胶时间短、早期抗压强度高等优点，被广泛应用于地下富水地层的加固堵漏中。然其结构稳定性和抗地下水侵蚀性能差，易被地下水中所含酸类、盐类等物质腐蚀破坏。本文在传统水泥-水玻璃双液注浆材料的基础上，综合利用工业废渣（粉煤灰、矿渣），提出一种新型复合水泥基-水玻璃双液注浆材料，对该注浆材料性能及微观特性进行研究。根据水泥-水玻璃双液注浆材料快速凝胶和碱激发硅铝质材料的特点，提出以水泥复合粉煤灰、矿渣形成A液，与水玻璃B液混合，得到复合水泥基-水玻璃双液注浆材料。主要研究结论如下：（1）系统研究了钠基膨润土和萘系减水剂掺量、水玻璃模数和掺量、粉料比例等浆液工作性能凝胶性能的影响规律。结果表明：钠基膨润土、萘系减水剂掺量分别为3%、1%时，浆液具有较好的稳定性和流动性；浆液凝胶时间在几十秒到几分钟可调，可通过改变水玻璃掺量、波美度、及粉料比例来改变浆液凝胶时间；水玻璃掺量控制在20%时，结石体抗压强度最大，增大水玻璃波美度或水泥、粉煤灰、矿渣三者混掺均可提高结石体抗压强度。（2）对比分析复合水泥基-水玻璃双液注浆材料和传统水泥-水玻璃双液注浆材料在酸性介质、碳酸盐、硫酸盐等腐蚀条件下的强度损失，得出前者具有较高的抗化学侵蚀性能。（3）采用XRD、SEM等微观测试手段，研究浆液的微观特性。结果表明：掺入粉煤灰、矿渣后，复合水泥基-水玻璃双液浆水化产物Ca(OH)2的含量降低，水化早期，微观结构较为松散，随着龄期的延长，微观结构明显得到改善，逐渐变得密实。与标准养护条件下相比，在腐蚀条件下养护，传统水泥-水玻璃双液浆中Ca(OH)2含量显著减少，微观结构变得松散，而复合水泥基-水玻璃双液浆Ca(OH)2变化较小，微观结构依然相当密实。
【作者】豆海军；
【导师】夏柏如；杨宇友；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），地质工程，2014，硕士
【关键词】双液注浆材料；水玻璃；抗化学侵蚀性；粉煤灰；微观结构；

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