一種黏土水泥漿的注漿材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種注漿材料，尤其涉及的是一種黏土水泥漿的注漿材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 漿液的性能對注漿工程來講是至關(guān)重要的，所以研宄開發(fā)價格低廉、性能優(yōu)良的 漿液具有良好的經(jīng)濟效益。水泥-黏土漿液因具有成本低、抗?jié)B性強、結(jié)石率高等優(yōu)點，在 解決各種不同的水文地質(zhì)條件下的堵水加固和防滲工程中得到廣泛的應(yīng)用。在底板含水層 改造中均采用了水泥-黏土漿液或水泥漿液。但由于黏土-水泥漿的配比不同，所以注漿 的效果也不相同。實踐證明，在注漿工程的設(shè)計中，漿液的選擇是重要的一環(huán)，它直接影響 著注漿的質(zhì)量和工程的造價。由于注漿的目的和要求不同，選用的漿液亦應(yīng)不同。為了提 高注漿效果，降低注漿工程造價，對于漿液的物理力學(xué)性能進行系統(tǒng)的試驗研宄，掌握其變 化規(guī)律是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種黏土水泥漿的注漿材料，確 實適當?shù)臐{液比，提高注漿效果。
[0004] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：本發(fā)明包括水泥、黏土和水，所述水泥和黏土 的重量比例為25~70 : 75~30;所述注漿材料的漿液比重范圍為1.14~1.38。
[0005] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述水泥為P042. 5普通硅酸鹽水泥。
[0006] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述黏土過200目篩，黏土的液限為35. 4%，塑限為 19. 2%，塑性指數(shù)為16. 2。
[0007] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述水的PH值為7. 81，礦化度為665. 30mg/L。
[0008] 本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：本發(fā)明工藝配方簡單，通過適當?shù)臐{液比重 范圍提高了產(chǎn)品的粘度，能夠有效的將其運用在礦井注漿工藝中。
【附圖說明】
[0009] 圖1是實施例1~7制備的漿液比重示意圖；
[0010] 圖2是實施例1~7制備的漿液比重與粘度關(guān)系曲線圖；
[0011] 圖3是實施例1~7制備的漿液水泥含量與粘度關(guān)系曲線圖；
[0012] 圖4是水泥含量30%時溫度對漿液粘度的影響曲線；
[0013] 圖5是水泥含量35%時溫度對漿液粘度的影響曲線；
[0014] 圖6是純水泥漿比重與析水率關(guān)系圖；
[0015] 圖7是不同配比黏土-水泥漿比重與析水率關(guān)系圖；
[0016] 圖8是各比重黏土 -水泥漿水泥含量與析水率關(guān)系圖；
[0017] 圖9是純水泥漿結(jié)石率與比重和時間關(guān)系圖；
[0018] 圖10是黏土-水泥漿結(jié)石率與比重和時間關(guān)系圖（3d);
[0019] 圖11是黏土-水泥漿結(jié)石率與比重和時間關(guān)系圖（7d);
[0020] 圖12是黏土 -水泥漿結(jié)石率與比重和時間關(guān)系圖（28d);
[0021] 圖13是各比重水泥-黏土漿結(jié)石率與水泥含量及時間關(guān)系圖（3d結(jié)石率）；
[0022] 圖14是各比重水泥-黏土漿結(jié)石率與水泥含量及時間關(guān)系圖（7d結(jié)石率）；
[0023] 圖15是各比重水泥-黏土漿結(jié)石率與水泥含量及時間關(guān)系圖（28d結(jié)石率）；
[0024] 圖16是純水泥試塊抗壓強度與比重隨時間變化曲線；
[0025] 圖17是不同配比黏土-水泥漿試塊抗壓強度與比重的關(guān)系（3d);
[0026] 圖18是不同配比黏土-水泥漿試塊抗壓強度與比重的關(guān)系（7d);
[0027] 圖19是不同配比黏土-水泥漿試塊抗壓強度與比重的關(guān)系（28d)。
【具體實施方式】
[0028] 下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行 實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施 例。
[0029] 實施例1
[0030] 本實施例中，固體料總量為200g，在固體料配比不變的情況下，通過改變水的加 量來配制不同比重的黏土-水泥漿。本次試驗固體料的配比以水泥重量表示，水泥的重量 比為 25 %，本配比中漿液的比重為：1. 14、1. 16、1. 18、1. 20、1. 22、1. 24、1. 26、1. 28、1. 30、 1. 32、1. 34、1. 36、1. 38〇
[0031] 實施例2
[0032] 本實施例的水泥的重量比為30%，其他實施方式和實施例1相同。
[0033] 實施例3
[0034] 本實施例的水泥的重量比為35%，其他實施方式和實施例1相同。
[0035] 實施例4
[0036] 本實施例的水泥的重量比為40%，其他實施方式和實施例1相同。
[0037] 實施例5
[0038] 本實施例的水泥的重量比為50%，其他實施方式和實施例1相同。
[0039] 實施例6
[0040] 本實施例的水泥的重量比為60%，其他實施方式和實施例1相同。
[0041] 實施例7
[0042] 本實施例的水泥的重量比為70%，其他實施方式和實施例1相同。
[0043] 對實施例1~7制備的漿液測試其密度、粘度、析水率、結(jié)石率和抗壓強度，具體結(jié) 果如下。
[0044] 以純水泥漿做對比例。
[0045] 1、漿液的密度
[0046] 漿液的密度是指漿液中固體料的質(zhì)量與漿液體積的比值。比重是無量綱的量，密 度是有量綱的量，比重和密度在數(shù)值上是相等的，如圖1所示為各個實施例測得的比重值。
[0047]2、漿液的粘度
[0048] 漿液的粘度代表漿液的流變性，是漿液內(nèi)摩擦力的一種指標，從某種程度上體現(xiàn) 了一種漿液的可注性。漿液在地下巖體孔隙中的流變性取決于漿材的特性。如圖2所示， 漿液的粘度均隨漿液比重的增加而增大。在水泥懸浮液中加入黏土后，將使?jié){液的穩(wěn)定性 大大提高，同時，黏土顆粒的粒徑一般極小、比表面積大，遇水具有膠體化學(xué)特征。相同比重 的漿液，當固體配料中水泥含量不同，其粘度也不同。
[0049] 水泥含量對漿液粘度有一定的影響，如圖3所示。漿液的粘度在水泥含量為35% 處發(fā)生轉(zhuǎn)折，當水泥含量大于35%時，粘度總體上隨水泥含量的增加而減小，當水泥含量小 于35%時，粘度隨著水泥含量的減少而減??；縱向上粘度隨著漿液比重的增大而增大。配 制同一比重的漿液，當水泥含量為35%時配制漿液的用水量最少，使得漿液的粘度最大； 水泥含量小于35%時，由于用水量隨著水泥含量的增加而減少，導(dǎo)致漿液的粘度隨著水泥 含量的增加而增大；水泥含量大于35%時，用水量隨著水泥含量的增加而增加，使得漿液 的粘度隨著水泥含量的增加而減小。
[0050] 溫度對漿液粘度有一定影響。如表1、圖4、圖5所示，從中可以看出：相同固體料 配比的黏土-水泥漿的粘度隨著環(huán)境溫度的升高而減小。這是由于溫度的升高，一方面加 快了水泥的水化反應(yīng)，使得漿液中產(chǎn)生更多的Ca(OH) 2,Ca2+與土顆粒中的Na+發(fā)生置換反 應(yīng)，降低了黏土顆粒的分散度，穩(wěn)定性下降，黏土顆粒凝聚，漿液由黏性狀態(tài)進入塑性狀態(tài)； 另一方面，本試驗所用黏土中高嶺石占的比例較高，在水中形成棚架結(jié)構(gòu)，溫度升高使得更 多棚架結(jié)構(gòu)被水泥所破壞，然后釋放出被其包裹的水分，漿液中的水分增多，從而使粘度減 小。
[0051] 表1不同室溫下黏土 -水泥漿粘度（s)試驗數(shù)據(jù)
【主權(quán)項】
1. 一種黏土水泥漿的注漿材料，其特征在于，包括水泥、黏土和水，所述水泥和黏土的 重量比例為25~70 : 75~30;所述注漿材料的漿液比重范圍為1.14~1.38。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黏土水泥漿的注漿材料，其特征在于，所述水泥為 P042. 5普通硅酸鹽水泥。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黏土水泥漿的注漿材料，其特征在于，所述黏土過200目 篩，黏土的液限為35. 4%，塑限為19. 2%，塑性指數(shù)為16. 2。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黏土水泥漿的注漿材料，其特征在于，所述水的PH值為 7. 81，礦化度為 665. 30mg/L。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種黏土水泥漿的注漿材料，包括水泥、黏土和水，所述水泥和黏土的重量比例為25～70∶75～30；所述注漿材料的漿液比重范圍為1.14～1.38。本發(fā)明工藝配方簡單，通過適當?shù)臐{液比重范圍提高了產(chǎn)品的粘度，能夠有效的將其運用在礦井注漿工藝中。
【IPC分類】C04B28-04, C04B14-10
【公開號】CN104710139
【申請?zhí)枴緾N201410803444
【發(fā)明人】解波, 張宏忠
【申請人】安徽恒源煤電股份有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2014年12月12日