摘 要：作者對漿施工中的各項指標進行了系統(tǒng)的測試，分析水泥粉煤灰注漿材料的特性，并對影響漿液硬化體強度、漿液流動度和粘度、漿液凝結(jié)時間等相關(guān)因素進行了討論。最后，通過對水泥粉煤灰注漿材料在施工現(xiàn)場工作面底板注漿改造中的實際應用，體現(xiàn)出水泥粉煤灰注漿材料在性能方面的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：水泥粉煤灰；注漿材料；應用研究

1 試驗所用材料及其方法

1.1 試驗原材料

此次試驗使用的粉煤灰，是由遼寧阜新鑫源粉煤灰建筑材料有限責任公司提供的F類Ⅱ級粉煤灰，水泥是由遼寧恒威水泥集團有限公司生產(chǎn)的強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥。粉煤灰的活性是粉煤灰顆粒大小、表現(xiàn)形態(tài)以及玻璃化程度的綜合反應，是衡量粉煤灰價值的重要參數(shù)之一。通過對粉煤灰中化學成分的檢測以及比較分析可以判斷出，該粉煤灰中細度與三氧化硫含量達到了相關(guān)規(guī)定的一級標準。除此之外，其燒失量、需水比也都達到了國家的一級標準，氧化鈣的含量適中，能夠滿足此次試驗的需要。

1.2 漿液配比設(shè)計

試驗所采用的水固比（水與固體質(zhì)量之比）、固相質(zhì)量比（水泥與粉煤灰質(zhì)量比）及不同百分比的水玻璃摻量（水玻璃占水泥質(zhì)量的百分比）進行對比試驗驗，試驗配合比設(shè)計見表1。

2 試驗結(jié)果的分析與討論

使用的漿液水灰比有1：0.5、1：0.6、1：0.8、1：1這四個水平線，并以此為標準展開。

2.1 漿液硬化體強度

（1）以齡期為核心進行比較

當水灰比一定的時候，選用不同煤灰含量與齡期，對漿液硬化體的強度進行比較。粉煤灰含量達到百分之二十的時候，有利于水泥與粉煤灰之間發(fā)生反應，對于漿液硬化體關(guān)于強度的要求，也能得到滿足。除此之外，由于漿液硬化體凝結(jié)的時間較之前有些增加，漿液硬化體的強度也會隨之增大。粉煤灰的含量在百分之十到百分之六十的范圍內(nèi)，增幅較大。

（2）以水灰比為核心進行比較

當齡期一定時，選用不同煤灰含量與水灰比，對漿液硬化體的抗壓強度以及抗剪程度進行比較。從比較的結(jié)果來看，當固相質(zhì)量比相同，水灰質(zhì)量比不同時，粉煤灰含量的增加會導致漿液質(zhì)量濃度的降低，硬化體的抗壓強度也會隨之下降。粉煤灰的含量一旦上升到百分之六十以后，水灰比對漿液硬化體的強度影響就不那么明顯了。

通過上述分析可知，漿液硬化的強度在早期主要以水泥硬化的過程為主，而到了硬化的后期，則是以火山灰的反應為主。由于火山灰反應所需消耗的時間較長，從而導致了漿液硬化后期的時間被延長，強度也得到了相應的增長。因而，漿液在硬化的過程中，會隨著齡期的增加，其強度必然也會不斷增加。一旦漿液中水灰比的條件不同，那么粉煤灰中所含有和可溶性活性成分會在有水的情況下，發(fā)生反應，自行進行分解。水量越多，漿液水化反應的強度越大。

2.2 漿液流動度和粘度

流動度和粘度，是注漿材料中的兩大主要性能參數(shù)，對于注漿施工作業(yè)的成敗，起到了決定性的作用。注漿材料由于工作中的需要，必須擁有較好的流動性，才能使注漿材料快速沿注孔流入指定位置。因此，注漿材料的粘度也不能過大。一旦粘度過大，便會導致漿液在注入的過程中黏在孔壁的兩側(cè)，注入速度緩慢，粘度過大的注漿材料會沾染注孔孔道中的雜質(zhì)，影響注漿材料的使用效果。由此看來，對于灌漿材料流動度以及粘度的控制，是水泥粉煤灰注漿材料研究過程中的重要環(huán)節(jié)，具體粉煤灰摻量、水灰質(zhì)量比與粘度關(guān)系曲線如圖1所示。

從試驗結(jié)果來看，漿液中的水灰比提高，粉煤灰注漿材料的流動性就會不斷提高，粘度也會不斷下降，尤其是水灰比比例由小變大的過程中，粉煤灰摻量不超過百分之五十，注漿材料的流動度與粘度均可達到最佳效果。一旦摻量超過了百分之五十，水灰比到達1：1的時候，就會使注漿材料的粘度增加很多，不利于注漿施工。

2.3 注漿漿液凝結(jié)的時間

漿液在凝結(jié)的過程中，需要滿足兩個條件。首先，要確保注漿作業(yè)順利完成。其次，要確保漿液硬化體的強度滿足注漿施工的相關(guān)要求。從試驗結(jié)果分析來看，當水灰比相同、固相質(zhì)量比不同的時候，注漿漿液的凝結(jié)時間會受到粉煤灰摻量的影響而發(fā)生變化，粉煤灰摻量增加，注漿漿液凝結(jié)的時間也會延長，反之，則會減少。當水灰比不同、固相質(zhì)量比相同的時候，水灰比越大，注漿漿液凝固的時間越長，反之，凝固的時間越短。粉煤灰摻量、水灰質(zhì)量比與凝結(jié)時間的關(guān)系如圖2所示。

3 配比及應用建議

從試驗的結(jié)果來看，不同齡期的水泥粉煤灰漿液硬化體的抗壓強度，會隨著水灰比的增大而降低。當水灰比在1：0.5到1：0.8之間的時候，漿液的流動性會比較好，但硬化后的強度不高，加固效果不佳。當水灰比達到1：1以后，硬化強度會達到最佳狀態(tài)，但是結(jié)石率會比較高，雖然加固效果好，但是流動性不佳，在注入漿液的過程中，會受到較大的阻礙。通過對室內(nèi)水泥粉煤灰試驗的分析，能更好的了解當?shù)胤勖夯业奶匦?，給工程施工提供更準確的數(shù)據(jù)。例如在我單位進行“新建北京至沈陽客運專線遼寧段TJ-9標”的止水帷幕灌漿、管棚注漿、錨桿注漿、隧道圍巖等施工中，便可綜合水泥粉煤灰的特性綜合考慮配比問題。

建議如下：水泥粉煤灰漿液早期強度較低，但結(jié)實率高，流動性好，有利于施工，隨著時間的延長，結(jié)實體后期的強度可以得到保證。粉煤灰含量為20%時，水泥和粉煤灰的物理化學反應較好，可注性能優(yōu)異。

參考文獻

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