水泥漿液結石體強度試驗研究

盧小光 婁 雷 劉照煒

(1.中國航空港建設第九工程總隊，四川成都 611431;2.中國航空港建設第十工程總隊，河北保定 071057)

1 問題的提出

機場工程中一般采用水泥漿液灌注處理道面沉陷病害問題，而對于不同配合比水泥漿液其結石體強度也將有所差異［1-3］，從而影響加固效果。本文將對不同配合比的水泥漿液結石體力學性能展開研究。

2 水泥漿液結石體強度試驗研究

2.1 試驗材料

水泥采用425號普通硅酸鹽水泥;速凝劑采用PCS-2型硅酸鹽水泥專用速凝劑，其主要成分為鋁酸鈉、碳酸鈉;膨脹劑采用UEA膨脹劑，其主要成分以硫酸鋁、氧化鋁、硫酸鋁鉀等為主要多種膨脹源。

2.2 漿液配比

首先，按照設計的水灰比配制水泥漿液，然后加入一定比例的速凝早強劑和膨脹劑，具體配比參見表1。

表1 水泥漿液配比

2.3 試驗方案

本文采用三因素三水平正交試驗設計，其影響因素及影響水平的具體取值如表2所示。研究不同的水泥、速凝早強劑、膨脹劑與水結石體無側限抗壓強度和塑性強度的關系。

表2 影響因素及影響水平 g/1 000 mL

2.4 試驗指標的確定

表3 無側限抗壓強度正交試驗結果

1)無側限抗壓強度。配制水灰比為 0.75∶1 ～1.5∶1、速凝早強劑摻量為 0.8%～1.2%，膨脹劑摻量為 0.005%～0.02%的水泥漿液，然后，制成尺寸為4 cm×4 cm×8 cm的試塊，待漿液膠凝后脫模、養(yǎng)護。分別測3 d，7 d，14 d，28 d的無側限抗壓強度，測試數(shù)據(jù)見表3，極差分析見表4。

表4 極差分析(一) kPa

2)塑性強度。配制水灰比為 0.75∶1 ～1.5∶1、速凝早強劑摻量為0.8%～1.2%，膨脹劑摻量為0.005%～0.02%的水泥漿液，制成與上述相同尺寸的成型試塊，分別測3 d，7 d，14 d，28 d的塑性強度，所得數(shù)據(jù)見表5，極差分析見表6。

表5 塑性強度正交試驗結果

3 試驗數(shù)據(jù)分析

1)無側限抗壓強度。從表3中可以看出:隨齡期的增長，試件無側限抗壓強度均有不同程度的增長。從表4可以得出:齡期較短，即3 d強度影響最大的是早強劑含量，依次是水泥含量、膨脹劑含量。隨著齡期的增加，對強度的影響最大的是水泥含量，其次是早強劑含量，膨脹劑含量影響最小。各個齡期的最佳配比均為:水泥1 333.3 g/1 000 mL，水玻璃 16 g/1 000 mL，固化劑0.27 g/1 000 mL。

2)塑性強度。從表5中可以看出:隨齡期的增長，試件塑性強度均有不同程度的增長。從表6可以得出:對塑性強度影響最大的是水泥含量，其次是早強劑含量，膨脹劑含量影響最小。

表6 極差分析(二) kPa

經分析，齡期較短時，即3 d，7 d其最佳配比:水泥含量為1 333.3 g/1 000 mL，速凝早強劑含量為16 g/1 000 mL，膨脹劑含量為0.1 g/1 000 mL;隨著齡期的增加，14 d，28 d其最佳配比:水泥含量為1 333.3 g/1 000 mL，速凝早強劑含量為16 g/1 000 mL，膨脹劑含量為0.27 g/1 000 mL。

實踐表明，為了提高道面沉陷處治能力，可適當加大膨脹劑含量，對比3 d，7 d齡期時兩種水玻璃含量對塑性強度的影響差別很小，故選用0.27 g/1 000 mL。綜合分析可得，水泥漿液最佳配比為:水泥1 333.3 g/1 000 mL，水玻璃 16 g/1 000 mL，固化劑0.27 g/1 000 mL，即水灰比 1.5∶1，速凝早強劑用量占水泥重的1.2%，膨脹劑用量占水泥重的0.02%。

4 結語

采用正交試驗方法，研究了水泥漿液結石體的塑性強度和無側限抗壓強度。通過分析水泥、速凝早強劑、膨脹劑含量對強度的影響，得出了水泥漿液的最佳配比為1.5∶1。且考慮到正交試驗法的特點，試驗結果具有代表性，因此，實際工程中可以根據(jù)要求的強度指標，從試驗表中選取合適的配比。

［1］王 賀，馬 巖.水灰比對水泥漿液電阻率的影響試驗研究［J］.山西建筑，2013，39(28):97-98.

［2］阮文軍，靖向黨.磷酸鹽緩凝劑的優(yōu)選與水泥復合漿液性能研究［J］.地質與勘探，2002，38(4):83-86.

［3］李凱琦，陳 凱.高性能水泥漿性能的影響因素研究［J］.山西建筑，2013，39(32):89-90.