[发明专利]一种粉煤灰水泥浆的注浆材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿井用注浆材料，尤其涉及的是一种粉煤灰水泥浆的注浆材料。

背景技术

浆液的性能对注浆工程来讲是至关重要的，所以研究开发价格低廉、性能优良的浆液具有良好的经济效益。水泥-黏土浆液因具有成本低、抗渗性强、结石率高等优点，在解决各种不同的水文地质条件下的堵水加固和防渗工程中得到广泛的应用。在底板含水层改造中均采用了水泥-黏土浆液或水泥浆液。但由于黏土-水泥浆的配比不同，所以注浆的效果也不相同。实践证明，在注浆工程的设计中，浆液的选择是重要的一环，它直接影响着注浆的质量和工程的造价。由于注浆的目的和要求不同，选用的浆液亦应不同。为了提高注浆效果，降低注浆工程造价，对于浆液的物理力学性能进行系统的试验研究，掌握其变化规律是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种粉煤灰水泥浆的注浆材料，采用粉煤灰替换现有的普通黏土。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括粉煤灰、水泥和水，所述粉煤灰和水泥的重量比为10～50∶90～50，水灰比为1∶0.5～1∶0.75。

作为本发明的优选方式之一，所述粉煤灰和水泥的重量比为20～30∶80～70。

作为本发明的优选方式之一，所述粉煤灰按重量计，包括以下组份SiO₂45.36％，Al₂O₃28.72％，CaO7.20％，Fe₂O₃4.48％，其他为杂质。

作为本发明的优选方式之一，所述水的PH值为7.81，矿化度为665.30mg/L。

作为本发明的优选方式之一，所述水泥为PO42.5普通硅酸盐水泥。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明能够满足较好的注浆效果的粉煤灰掺入百分比为30％以下，水灰比在0.5～0.75之间。在注浆过程中，视钻孔的涌水量大小和岩层的可注性差异，可以选择不同比例的粉煤灰掺入量，达到相应的注浆效果。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

本实施例包括粉煤灰、水泥和水，所述粉煤灰和水泥的重量比为10∶90，水灰比为1∶0.5～ 1∶0.75。水灰比中灰指的是粉煤灰与水泥的混合物。

粉煤灰按重量计，包括以下组份SiO₂45.36％，Al₂O₃28.72％，CaO7.20％，Fe₂O₃4.48％，其他为杂质。粉煤灰的粒径为1～80μm。

水的PH值为7.81，矿化度为665.30mg/L。水泥为PO42.5普通硅酸盐水泥。

实施例2

本实施例中，粉煤灰在粉煤灰和水泥的混合物中占重量比为20％，其他实施方式和实施例1相同。

实施例3

本实施例中，粉煤灰在粉煤灰和水泥的混合物中占重量比为30％，其他实施方式和实施例1相同。

实施例4

本实施例中，粉煤灰在粉煤灰和水泥的混合物中占重量比为50％，其他实施方式和实施例1相同。

实施例1～4中，初凝时间和析水率随粉煤灰掺入量和水灰比而变，如表1和表2所示。

表1不同含量和不同水灰比的初凝时间表

表2不同含量和不同水灰比的析水率表

实施例1～4中，不同水灰比条件下的单向抗压强度。

力学试验结果是：抗压强度的两极值是：6.22MPa和17.96MPa。均值为12.8MPa。

粉煤灰与水泥的合理配比：为了确定粉煤灰与水泥的合理配比，使得混合浆液有足够的凝固强度，确保注浆效果，采取了粉煤灰和普通硅酸盐水泥样品，按照设计比例做浆液混合凝固时间试验和抗压强度实验，取得了各种不同比例的凝固时间和试块抗压强度，如表3所示。

从表3中可以看出，随着粉煤灰掺入比例的增加，试块抗压强度不断降低，能够满足较 好的注浆效果的粉煤灰掺入百分比为30％以下。水灰比在0.5～0.75时浆液的流动性最好，析水性最小，在同龄期内抗压强度最大。当然，在注浆过程中，视钻孔的涌水量大小和岩层的可注性差异，可以选择不同比例的粉煤灰掺入量，达到相应的效果。