富水砂层高效注浆材料试验与应用研究

以硅酸盐水泥熟料与工业废渣为原材,通过粒径分布优化、活性激发等优化方法,制备新型高效超细水泥基注浆材料(EMCG)。通过室内试验,研究EMCG材料的流动性能、黏度、析水稳定性、初终凝、强度、体积稳定性等主要性能,对比分析普硅42.5水泥(OPC)、超细硅酸盐水泥(MC)、超细硫铝酸盐水泥(MSAC)及EMCG主要性能;基于XRD及SEM矿物测试,分析EMCG水化机制;通过注浆加固模拟试验,研究EMCG对富水砂层的注浆加固性能,对比分析不同注浆材料浆–岩微观加固模式;通过现场试验,研究EMCG对富水砂层封堵加固效果。研究结果表明:水灰比1.5∶1～2∶1、粉煤灰40%～50%、超塑化剂1.5%～2.0%时,浆液扩散性能最优;浆液稳定状态主控因素为材料细度与水灰比;EMCG材料强度及加固效果最优,MSAC,MC次之,OPC最差;EMCG 7 d加固体强度超过28 d强度70%;EMCG具有砂层扩散性好、泵送稳定、凝胶时间可控、体积稳定、水化活性高、高强、矿物合理、结构致密等优点;EMCG有效提高了富水砂层地层整体性与稳定性,具有显著性能优势与较好工程适用性,是一种比较好的用于地下工程富水砂层加固的注浆材料。