水泥水玻璃注浆的化学原理.docx

1水泥水玻璃注浆的化学原理水泥与水玻璃的主要化学反应为：Ca(OH)2+NaO - nSiO2+mH2O—Ca - nSiO2 - mH2O+NaOH (1)水泥本身的凝结和硬化主要是水泥水化析出 凝 胶性的胶体物质所引起的，在硅酸三钙的水化过程中产生氢氧化钙：3CaO・ SiO2+nH2O=2CaO - SiO2 - (n-1)H2O+Ca(OH)2 (2)在混合液中水泥与水玻璃的反应快，水泥 本身的水解化学反应要慢得多根据这一原理做了水泥水玻璃不同配比下的凝胶实验实 验结果见表1实验中根据现场工程实际情况，采用了固定水灰比，只改变水玻璃浆液浓度及 水泥浆液与水玻璃浆比例的方法表I不同配比水泥与水玻璃龈胶时间Table 1 Sei titite nf diffiercnt mixmrc rari-n ofcement-water class水泥桨水玻璃咻积比)r tt- _1 ：l 1 Jj. 7?1 9 一知i DC初凝『& 终翻& 初翻§ 终凝J 3初廨& 终翻&39.fi64 1ST 44 77Q切 21 49辑 .如25_ 22K N IS 445 26?2. 526 4B 17 哥10 2520.425 防 IR 429 21序一 S” 12 IS 431 1 30.17. 127 S2 14 鄂9 2S16. fl25 51 B 第R 2515. flZ4 47 15 311 tiS14. fl40 弟 17 4214 mI.Y

从图1及表1可以看出，水泥2水玻璃在不同浓度(39〜814Be，)下的浆体初凝时间变化不是很大，从3s到91s变化;终凝时间 从21s变化到19500s相差4个数量级，这个变化是非常大的过长的终凝时间， 注浆时跑浆漏浆是非常严重的，并且施工效果也不好,这说明:①过稀的水玻璃的 浓度达不到加速水泥固结的目的;②水玻璃浓度的变化对水泥的初凝速度影响不大;③在一定水玻璃浓度范围内，水泥的凝胶时间变化不大;④水泥 凝胶时间的总趋势是随着水玻璃浓度变小而增大 工程中的注浆体主要部分是人工充填的散体结构,如果终凝时间过长会造成材料浪费，并且达不到注浆的 效果但是散体注浆又要求一定的扩散半径，在玲珑金矿巷道加固工程要求扩散 半径大于1m小于10m所以注浆中既要保证扩散半径又要不能扩散太远，这就要 求水泥浆的初凝和终凝之间有一段合适的时间差在图1中表现出不断变稀的水玻璃浓度下，水泥浆终凝的时间拐点后是直线增大 的，因此太稀浓度水玻璃不是工程所需要的，因而没继续做更稀水玻璃浓度下的 水泥凝胶实验此’(W *泥雅，水破满=1； Q.75(«)水泥能:水部嘻=1: 1不同水玻磕段度下的覆胶时间曲线从图2(a)中可以看出，水泥浆与水玻璃体积比为1：1情况下，水泥浆的终 凝曲线在一定范围内变 化较小，在浓度为9Be'时出现较大的拐点。

初凝 是 一条比较平直的曲线同样，从图2(b)、 (c)可见，在水泥浆与水玻璃体积比分别为1：0175和1：0150情况下，在水玻璃浓度分别为11Be '和13Be '时终 凝曲线出现变化较大的拐点,突然急剧上升，而初凝是一条较平直的曲线从图 2(d)可见，水泥浆的终凝是曲线呈U型变化，在水玻璃浓度为16Be'时出现较大 斜率，波动后直线上升，而且速度变化数量级差别巨大，而初凝仍是一条平直的曲 线从以上分析可以看出，在不同的水泥浆与水玻璃体积比下，浆液的初凝时间 变化不大，呈水平直线，而水泥的终凝时间是变化很大的，在不同体积比下都会出 现一个拐点呈直线上升趋势在满足质量情况下，从经济角度看，在拐点位置附近 选择注浆配比对施工是最经济、最有利的根据以上分析及要求，综合考虑，取水灰比为1：1,水玻璃浓度为16Be'，水泥浆 与水玻璃体积比 为1：0125，是最佳的其原因如下：（1）在水玻璃浓度为 16Be '时是水泥终凝时间变化曲线的一个拐点，并且不同的水泥与水玻璃体积比 下，此浓度下的初凝与终凝的时间差都比较理想2）该浓度下可以弥补施工中 工人在现场稀释水泥浆的误差，水泥浆稍浓或稍稀都不会使水泥浆的凝胶差（初 凝与终凝的时间差）变化很大。

3）该浓度条件下水玻璃凝胶差正合适，初凝3s, 终凝300s,这样水泥的扩散半径可以很好地控制 在一定范围内，而不至过小或 过大;并且可操作性好，在施工进程中，机器一旦出现故障，有足够的时间清洗输 浆设备，而不至于损坏机器和高压输浆管 通过玲珑金矿255塌陷巷道治理工程证明，所采用注浆参数是最优的选择3确定合理参数 在实际工程中选择注浆参数有以下要求:①保 证工程质 量;②尽量节省工程材料;③考虑施工操作效果，允许工程参数取值在一定范围变 化，而不出现工程质量问题4结语（1）本资料只提供参考，不负任何责任。