水泥水玻璃浆液性能指标

水泥水玻璃浆液
水泥水玻璃浆液是以水泥浆液和水玻璃溶液按一定比例混合配制成的浆液。

这种浆液不仅具有水泥浆的优点，而且兼有化学浆液的一些特点，例如它的凝胶时间可以从几秒钟到几十分钟任意调节，灌后结石率可达100%，可灌性比纯水泥浆明显提高。

它除在基岩裂隙的较大含水层中使用以外，还能在砂层中灌注，广泛应用于隧道、矿井、地下建筑的堵水注浆和地基加固工程中。

水泥水玻璃浆液的性质取决于其配制成分的性质：水泥浆的水灰比、水玻璃溶液的模数和浓度，以及二者的比例。

当在一定水灰比的水泥浆液中加入水玻璃时，最初水泥水玻璃浆液的凝结时间随着加入水玻璃量的增加而逐渐缩短，但当超过一定的比例以后，浆液的凝结时间随着加入水玻璃量的增加，转变为逐渐加长（图1）。

对应于凝结时间最短的那一点的水玻璃占水泥浆液体积的百分数称之为“凝结转点比值”。

该比值的大小因使用水泥的品种、水泥浆液的水灰比、水玻璃的模数、水玻璃溶液的浓度不同而异，多变化在10%～20%的范围内，具体应通过试验确定。

图1 浆液中水玻璃含量与凝结时间定性关系图
因此，水泥水玻璃浆液分两种，一种是水玻璃作为速凝剂使用，水玻璃溶液的掺入量一般在水泥浆体积的0.5%～3%之间（正确地说，这种浆液应当称为掺加了外加剂的水泥浆，而不应称作水泥水玻璃浆液），反映在图1中即处于“凝结转点比值”的左侧。

另一种是水玻璃和水泥同作为浆液的主要材料，水玻璃溶液的掺入量一般在水泥浆体积的25%～60%之间，反映在图1中即处于“凝结转点比值”的右侧。

后者通常归属于化学灌浆。

试验资料表明，水泥水玻璃浆液的凝胶时间有一定的规律性：
（1）水玻璃模数大时，SiO2含量高，凝结时间快，结石强度高；水玻璃模数小时，SiO2含量低，凝结时间相对变慢，结石强度较低。

（2）其他条件相同时，随水泥浆浓度的增加，胶凝时间缩短；
（3）其他条件相同时，水玻璃浓度为30～50○Be’时，水玻璃浓度减小，凝结时间缩短；
（4）其他条件相同时，水泥浆与水玻璃的体积比在1：0.3～1：1范围内，水玻璃用量较少，凝胶时间较短。

水泥水玻璃浆液的配比选定后，如果凝胶时间显得过短不能满足施工要求时，可考虑在上述浆液中加入缓凝剂，使浆液的凝胶时间变长。

缓凝剂通常采用磷酸氢二钠或磷酸氢二铵，其作用是抑制水泥与水玻璃的反应，使两者开始反应时间推迟10～45min。

缓凝剂用量的经验数据按水泥重量的2.5%～3%选定。

这个用量既可增长凝胶时间，也能确保固结强度不显著下降。

有资料显示，磷酸氢二铵的缓凝效果优于磷酸氢二钠。

通常水泥水玻璃浆液中的水泥浆的水灰比为0.5：1～1：1，水玻璃溶液浓度多为30～45○Be’，水泥选用普通硅酸盐水泥。

表2-2-19和表2-2-20为水泥水玻璃浆液的若干配比和相应的胶凝时
间、抗压强度试验资料。

水泥水玻璃浆液的凝胶时间应当根据工程及地层情况确定，由此进行浆液配比的设计和试验。

当凝胶时间较短时，应当进行双液灌浆。

表2-2-19 几种水泥水玻璃浆液的胶凝时间和抗压强度
表2-2-20 水泥浆浓度、水泥浆与水玻璃体积比对浆液凝结时间和结石强度的影响
表2-2-21 几种水泥-水玻璃浆液的胶凝时间和凝胶体抗压强度
为1：1；4、环境温度20℃。