高性能水泥漿性能的影響因素研究

黃修獎

摘要：水泥注漿材料缺點較多，雖應用廣泛，但抗壓強度和抗彎強度不盡人意，在持久性上也有一定的局限性。在此情況下，市場對高性能水泥漿的需求越來越大。本文試圖通過對水泥漿進行測試，了解其性能以及局限性，還就試驗數據對影響高性能水泥漿的因素進行了分析，旨在制出高強度及耐久性優良的普通硅酸鹽水泥注漿材料。

關鍵詞：高性能水泥漿；減水劑；偏高嶺土

引言

本試驗選用硅酸鹽水泥為材料，通過加入不同用量的減水劑、偏高嶺土等常見水泥反應劑來測試影響硅酸鹽水泥的因素。由于所得數據均來源于試驗測試，且測試次數過少，因此本試驗數據不能作為影響水泥注漿性能因素的參照標準，高性能水泥漿會受哪些因素的影響還需不斷進行探索。

一、減水劑用量對水泥漿強度的影響

減水劑的用量會對水泥漿的強度產生影響，具體影響還需進行驗證。本文從凝膠強度、懸浮性和相對粘度三方面進行了測試。

1.對水泥漿凝膠強度的影響

本試驗選用的減水劑是實驗室中較常見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。試驗測試次數共7次，以1號試管為參照試管，2號到7號試管分別添加0.1%～0.6%的減水劑試劑，觀察水泥漿凝膠強度的變化。經過3個小時的沉淀，所得數據如表1所示。

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

2.對水泥漿懸浮性的影響

根據合理的配比，本試驗選用較為簡單的方法來測試減水劑對水泥漿懸浮性的影響。通過觀察4小時內7個試驗品的吸水率，進而分析水泥漿的懸浮性。數據表明，隨著時間的增加，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.對水泥漿漿液粘度的影響

本試驗測試的是相對粘度。通過測試發現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個試驗品中減水劑用量對水泥漿漿液粘度的影響。根據試驗數據得出結論為，水泥漿的相對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、偏高嶺土用量對水泥漿性能的影響

本試驗同樣測試了偏高嶺土對水泥漿性能的影響。在試驗中，偏高嶺土的用量較減水劑用量稍多一點，偏高嶺土對水泥漿性能的影響仍從凝膠強度、懸浮性和相對粘度三方面進行測試。

1.對水泥漿凝膠強度的影響

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

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

2.對水泥漿懸浮性的影響

參照上述減水劑對水泥漿懸浮性影響的試驗，選用相似的方式對不同摻入量的偏高嶺土對水泥漿懸浮性的影響進行了分析。試驗表明，4小時內偏高嶺土的析水率在不斷減小，這說明偏高嶺土的摻入量與水泥漿的懸浮性成正比。在實際應用中，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.對水泥漿相對粘度的影響

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

三、結語

通過上述試驗對比分析，根據試驗結果以及市場價格，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。由于以上數據來源于試驗，在實際應用中還需進一步測算其影響。

參考文獻：

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