破碎岩体快速注浆加固地聚合物注浆材料试验研究

发布时间：2021-01-28 00:12

　　地聚合物材料本身具有快凝和早期强度高等优点。为进一步探究该材料早期（≤24 h）性能特点及其应用于破碎岩体快速注浆加固中的可能性,以改性水玻璃溶液为激发剂,以偏高岭土内掺矿渣为前驱体,通过正交试验对地聚合物注浆材料的流动度、初凝/终凝时间和析水率等工作性能以及早期（≤24 h）力学性能等指标进行研究。试验结果表明:相比传统纯水泥浆液,地聚合物注浆材料具有凝结时间快、流动度高、稳定性好以及结石体早期强度高的优点,可适用于部分快速注浆加固工况中;当矿渣替代率为45%,改性水玻璃激发剂模数和浓度分别为1.5和75%以及液固比为1.5时,地聚合物综合性能最佳;矿渣替代率和改性水玻璃激发剂浓度是对浆液影响相对较大的两个主要因素。 

【文章来源】：华南理工大学学报(自然科学版). 2020,48(09)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

4个影响因素对浆液流动度的影响

由表7和表8可以看出,其中因素A和因素C与凝结时间呈负相关关系,因素D对浆液凝结时间呈正相关关系。各影响因素分别对浆液初凝和终凝的影响趋势一致。由表7和表8极差分析结果可知,各因素对浆液初凝时间影响程度排序为:B<C<D<A。表7 正交试验所得浆液初凝时间结果分析Table 7 Orthogonal test results of initial setting time 水平 A B C D k1 56.33 52.00 55.33 49.33 k2 52.67 52.67 51.33 54.67 k3 50.00 54.33 52.33 55.00 R 6.33 2.33 4.00 5.67

由图3可以看出,在24 h内的各个时间段内各因素对结石体抗压强度影响规律基本一致,其中因素C(激发剂浓度)作为影响抗压强度最为明显的因素,与抗压强度为正相关关系;其次因素A(矿渣替代率)为另一个对抗压强度影响较为明显的因素,同样与抗压强度呈正相关关系;因素B(激发剂模数)对抗压强度影响相对较小,但在不同的时间范围以及影响程度之内与抗压强度呈现出不同相关关系,12 h内基本呈负相关关系,在12～24 h之内,随激发剂模数增大与抗压强度先呈正相关关系,后呈负相关关系;因素D(液固比)对抗压强度影响也相对较小,在12 h之内随着液固比的增加,液固比与抗压强度先呈正相关关系,随后呈负相关关系,在12～24 h之内,随着液固比的增加,液固比与抗压强度呈一致负相关关系。根据表6可知,各因素对结石体抗压强度的影响程度排序为B<D<A<C。因素C(激发剂浓度)影响抗压强度的机理与影响凝结时间的机理类似,高浓度的激发剂既可以加快粉料的溶解也可以促进反应完全程度,但激发剂浓度不可无限制增大,否则容易造成闪凝现象;钙离子增加,生成的富钙连续相粘性较强,粘结各类水化产物使得整体更为致密;激发剂模数越低,激发剂碱性越强,在反应初期碱性越强,反应越剧烈;激发剂所占比例越多,在反应初期可充分包裹粉料,有助于反应的进行,但激发剂中的水玻璃成分可发生自收缩反应,因此随着反应的进行,过剩的激发剂则会影响结石体的强度。


本文编号：3003994