黃修獎(jiǎng)

摘要：水泥注漿材料缺點(diǎn)較多，雖應(yīng)用廣泛，但抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度不盡人意，在持久性上也有一定的局限性。在此情況下，市場(chǎng)對(duì)高性能水泥漿的需求越來(lái)越大。本文試圖通過(guò)對(duì)水泥漿進(jìn)行測(cè)試，了解其性能以及局限性，還就試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)影響高性能水泥漿的因素進(jìn)行了分析，旨在制出高強(qiáng)度及耐久性優(yōu)良的普通硅酸鹽水泥注漿材料。

關(guān)鍵詞：高性能水泥漿；減水劑；偏高嶺土

引言

本試驗(yàn)選用硅酸鹽水泥為材料，通過(guò)加入不同用量的減水劑、偏高嶺土等常見(jiàn)水泥反應(yīng)劑來(lái)測(cè)試影響硅酸鹽水泥的因素。由于所得數(shù)據(jù)均來(lái)源于試驗(yàn)測(cè)試，且測(cè)試次數(shù)過(guò)少，因此本試驗(yàn)數(shù)據(jù)不能作為影響水泥注漿性能因素的參照標(biāo)準(zhǔn)，高性能水泥漿會(huì)受哪些因素的影響還需不斷進(jìn)行探索。

一、減水劑用量對(duì)水泥漿強(qiáng)度的影響

減水劑的用量會(huì)對(duì)水泥漿的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，具體影響還需進(jìn)行驗(yàn)證。本文從凝膠強(qiáng)度、懸浮性和相對(duì)粘度三方面進(jìn)行了測(cè)試。

1.對(duì)水泥漿凝膠強(qiáng)度的影響

本試驗(yàn)選用的減水劑是實(shí)驗(yàn)室中較常見(jiàn)的第三代高效減水劑，其是既有磺酸基又有羧酸基的接枝共聚物。試驗(yàn)測(cè)試次數(shù)共7次，以1號(hào)試管為參照試管，2號(hào)到7號(hào)試管分別添加0.1%～0.6%的減水劑試劑，觀察水泥漿凝膠強(qiáng)度的變化。經(jīng)過(guò)3個(gè)小時(shí)的沉淀，所得數(shù)據(jù)如表1所示。

從表1可以看出，在其他條件不變的情況下，水泥的凝膠強(qiáng)度與減水劑投入呈正比。為保證水泥漿的凝膠強(qiáng)度，可以選取3%范圍內(nèi)的減水劑，確保水泥漿的凝膠強(qiáng)度。

2.對(duì)水泥漿懸浮性的影響

根據(jù)合理的配比，本試驗(yàn)選用較為簡(jiǎn)單的方法來(lái)測(cè)試減水劑對(duì)水泥漿懸浮性的影響。通過(guò)觀察4小時(shí)內(nèi)7個(gè)試驗(yàn)品的吸水率，進(jìn)而分析水泥漿的懸浮性。數(shù)據(jù)表明，隨著時(shí)間的增加，加入的減水劑用量越多，水泥漿的析水率越高，而懸浮性能也隨之降低。

3.對(duì)水泥漿漿液粘度的影響

本試驗(yàn)測(cè)試的是相對(duì)粘度。通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)水泥漿漿液的平均粘度為9.8，然后按照試樣配比配制水泥漿，觀察7個(gè)試驗(yàn)品中減水劑用量對(duì)水泥漿漿液粘度的影響。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論為，水泥漿的相對(duì)粘度和減水劑的投入量成反比。減水劑的用量最合適的范圍是3%～6%。

二、偏高嶺土用量對(duì)水泥漿性能的影響

本試驗(yàn)同樣測(cè)試了偏高嶺土對(duì)水泥漿性能的影響。在試驗(yàn)中，偏高嶺土的用量較減水劑用量稍多一點(diǎn)，偏高嶺土對(duì)水泥漿性能的影響仍從凝膠強(qiáng)度、懸浮性和相對(duì)粘度三方面進(jìn)行測(cè)試。

1.對(duì)水泥漿凝膠強(qiáng)度的影響

本試驗(yàn)偏高嶺土的摻入量分別占凝膠材料質(zhì)量的0%、 5%、10%、15%、20%、25%，選用柱狀圖的形式分析偏高嶺土對(duì)水泥漿凝膠強(qiáng)度影響進(jìn)行展示。

由圖1可以看出，偏高嶺土的3d強(qiáng)度呈現(xiàn)曲線發(fā)展，偏高嶺土摻入量在5%～15%時(shí)，水泥漿的凝膠的抗壓強(qiáng)度較大。如果從固結(jié)體的抗壓強(qiáng)度單方面考慮，偏高嶺土的摻入量可以取5%、10%和15%。

2.對(duì)水泥漿懸浮性的影響

參照上述減水劑對(duì)水泥漿懸浮性影響的試驗(yàn)，選用相似的方式對(duì)不同摻入量的偏高嶺土對(duì)水泥漿懸浮性的影響進(jìn)行了分析。試驗(yàn)表明，4小時(shí)內(nèi)偏高嶺土的析水率在不斷減小，這說(shuō)明偏高嶺土的摻入量與水泥漿的懸浮性成正比。在實(shí)際應(yīng)用中，如果需要更有懸浮力的水泥漿，可以減少減水劑的用量，增加偏高嶺土的用量。

3.對(duì)水泥漿相對(duì)粘度的影響

從圖2可以看出，在一定范圍內(nèi)， 水泥漿隨著偏高嶺土摻入量的增加，其相對(duì)粘度也呈現(xiàn)不同程度的增大。為了保證水泥漿的流動(dòng)性，偏高嶺土的摻入量可取5%～15%。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述試驗(yàn)對(duì)比分析，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果以及市場(chǎng)價(jià)格，減水劑的用量可以選用0.3%劑量，偏高嶺土的摻入量為10%～15%效果較好。由于以上數(shù)據(jù)來(lái)源于試驗(yàn)，在實(shí)際應(yīng)用中還需進(jìn)一步測(cè)算其影響。

參考文獻(xiàn)：

[1] 房滿滿，西曉林，林東，等.聚羧酸系高效減水劑的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用前景[J].材料導(dǎo)報(bào)，2008 （3）：76-79.

[2] 鄭剛，王汝敏，王宏軍，等.新型聚羧酸系高效減水劑PCS的實(shí)驗(yàn)研究[J].材料導(dǎo)報(bào)，2016（3）：146-148.