超细水泥汇总
水泥细度
写下这个题目,读者朋友一见也许会说:嘻!老调子啦.搞水泥的谁不知道水泥细度?不就是水泥磨细点嘛.且慢下结论,人类对于真理的认识从来就不是静止的.如果你没有坚持学习、跟踪新的知识发展,即使这个老调子,你也未必能弹好.描述水泥的细度,现在用的是细度状态一词.细度状态应包括:磨细程度(俗称筛余量、比表面积)、颗粒分布、颗粒形貌和堆积密度四个方面内容。
在水泥的配料组份已定的前提下,水泥的性能就取决于其细度状态。
因此,正确认识并控制好细度状态非常重要.以下分述之.由于颗粒分布和紧密堆积密切相关,这两方面合并讨论.我国水泥标准规定水泥产品的细度小于10%，这个细度是指0 . 08mm筛余量%。
这个方法简单易行，在一定的粉磨工艺条件下，细度与水泥强度存在一定关系。
理论分析和生产实践均发现,传统的细度和比表面积与水泥性能相关性并不理想.80微米筛余只反映80微米以上颗粒的百分含量.虽然该组分含量低,表明有效颗粒含量高.水泥强度变高,但是对总量90%以上、粒径小于80微米、对水泥性能有直接影响的颗粒来说,具体的粒度分布情况并不清楚,因此也就无法完全确定水泥性能(如3天强度、浇筑性能等).用这种方法进行水泥质量控制存在一些问题。
第一，当水泥磨很细的情况下，如小于1%，控制意义就不大了。
国外水泥普遍磨得很细，所以在国外水泥标准中几乎都取消了这个指标。
文献[1]介绍:某工厂以32um筛余作为粉磨过程例行控制的依据.在32um筛余处于控制目标范围时, 80um筛余为0.2-0.4%,几乎没有波动.如果以80um筛余作为粉磨过程例行控制的依据,那么几乎无法对粉磨设备作出任何调整.由于设备故障原因, 32um筛余曾经偶然发生很大的波动,由原来的控制目标值16%变为20%.单独对该部分水泥进行检验,28天抗压强度比细度正常时下降约4MPa,此时水泥80um 筛余仅由0.3%变为0.8%.这一事实表明,在水泥细度较细时, 80um筛余很难反应水泥的粉磨情况,不宜作为粉磨过程的控制指标.第二，当粉磨工艺发生变化时，细度值也发生变化，如开路磨细度值偏大，闭路磨细度值偏小，有时很难根据细度控制水泥强度变化。
超细水泥汇总
超细低密度水泥浆的研制及其应用L G 地区储层深 ,均为深井和超深井 ,岩性、压力来较大的风险和困难。
长封固段带来大温差问题突系统复杂 ,地层压力系数从 1. 0 到 1. 75 不等 ,长裸眼段压力窗口窄,极易发生井漏。
为实现平衡压力固井 ,采用了低密度水泥浆加常规密度水泥的浆柱结构,在确保主要目的层的封固质量的同时,还要求根据颗粒级配原理 ,实现漂珠、水泥、超细水泥、保证对上部气层实现有效封隔,这不仅需要“三高气井低密度水泥浆克服早期强度低 ,沉降稳定性差 ,渗透率较高等缺点,还要具有良好的防气窜性能, 良好的防漏堵漏功能等特性 ,才能满足该地区固井的要求。
L G地区固井技术难点:1) 井深 ,封固段长 ,封固层位多,压力系统复杂 ,上部存在气层 ,钻井过程中从沙一段到东岳庙组均存在不同程度的气测异常或气侵的情况 ,防气窜难度大。
2) 地层承压能力低 ,施工中高泵压极可能造成井漏 ,导致水泥浆返高达不到要求。
必须采用正注反挤的工艺措施来保证全井封固质量 ,耗时费力 ,增加成本。
3) 气井封固段长 ,一次固井封固段经常出现在2000 m 以上 ,注灰量大 ,固井施工泵压高,给固井带来较大的风险和困难。
长封固段带来大温差问题突出,井眼上部水泥石强度发展缓慢 ,影响电测质量。
2 设计思路根据颗粒级配原理 ,实现漂珠、水泥、超细水泥、微硅等特种不同粒度分布的材料进行组合 ,优化设计各组分的比例 ,使之尽可能地达到高的体积堆积系数 P V F 值 ,实现紧密堆积。
水泥颗粒的平均粒径为20～30μm ,小于 10μm的粒子不足,水泥粒子之间的填充性并不好。
加入超细粒子粗细组合 ,可使堆积体的孔隙率达到很小的程度。
在水泥中掺入超细掺和材料 ,如超细水泥 ,微硅粉等 ,可以大幅度地改善胶凝材料颗粒的填充性 ,提高水泥石的致密度、抗渗透性与水泥石强度。
利用超细水泥细化后水化加快;强度发育更快;浆体更加稳定;水泥石更均匀、致密;填充性能更好;活性比微硅更高,不需要激活 ,低温下仍然能发挥强度等一系列物化性能改善的有利因素 ,取代一部分 G 级油井水泥 ,使低密度水泥浆的各项性能得到提高。
超细水泥经验总结
超细水泥经验总结超细水泥是颗粒更加细化了的油井水泥，粒径为10μm左右。
A 级超细水泥通过0. 25rnrn窄小缝隙的通过量达到94. 6%，而普通C 级.H级的油井水泥的通过量仅为15%左右。
细化了的油井水泥，其水化速度明显加快，析水量大大减少，抗压强度提高1倍，抗折强度提高1倍，结石的抗渗性提高14倍。
此外，由于比表面积增大，水化程度提高，使水泥的利用率成倍提高。
实践证明，超细水泥能坚固、持久地封堵套管外窜槽，封堵套管缝洞泄漏，封堵射孔孔眼，封堵井间大孔道蒸汽窜、水窜封堵边、底水推进、施工有效率达90%以上。
一、超细水泥室内试验1.1 比重、水灰比、流动度和造浆率的测试结果，如下：比重：1.66（g/cm3），约为13.9ppg水灰比W/C：0.7流动度：240 mm造浆率：1.0251.2 稠化时间的调试，耗费了一个多月的时间。
1.2.1开始时没有加入降失水剂。
首先调整70℃稠化时间，得到了理想的结果，稠化曲线也成直角稠化。
见图1。
实验配方如下：超细水泥600g+分散剂CF1.5g+缓凝剂HS-R3ml ，稠化时间248min到100BC。
在不加入降失水剂的情况下，调整80℃稠化时间时出现了问题，反复作了几个实验，表现出体系不稳定，实验温度达到80℃后，稠度升高，大于30BC，经过1~2个小时后再呈直线增长。
1.2.2加入降失水剂CGJ，调整体系稳定性，并从90℃开始调整实验，得到理想实验结果，配方如下：超细水泥600g+1.5g分散剂CF+7.2g 降失水剂CGL+6ml缓凝剂HS-R ，稠化时间230min到100BC，见图2。
调整80℃稠化，在不加缓凝剂的情况下，稠化时间也比较长，大约7个多小时。
1.2.3降失水剂改用CHJ，调整实验。
在77℃条件下，稠化时间310min 到50BC，见图3，配方：超细600g+7.2gCHJ+1.5gCF+3.4mlHS-R，曲线良好。
随即调整80℃实验，出现如同没加降失水剂一样的情况，即温度达到80℃后，稠度增加，超过30BC后1个多小时成直线增长。
超细水泥灌浆施工方案
超细水泥灌浆施工方案1. 引言超细水泥灌浆是一种常用于地下工程、水利工程和建筑结构加固的施工方法。
本文将介绍超细水泥灌浆施工的基本原理、施工流程、材料准备以及施工注意事项。
2. 基本原理超细水泥灌浆是利用超细水泥与水混合后形成的胶状物质填充裂缝或空隙，以加固结构或改善地基承载能力。
超细水泥颗粒粒径小于15微米，具有良好的渗透性和流动性，能够填充微小空隙，形成坚固的胶结体。
3. 施工流程超细水泥灌浆施工一般包括以下几个步骤：3.1 准备工作•清理施工区域，确保表面干净，无尘、无油污等杂质。
•确定施工范围，并对需要修补的部位进行标记。
3.2 搅拌水泥•按照指定比例将超细水泥和清水混合，搅拌至均匀。
3.3 施工•将搅拌好的水泥倒入施工设备中，如喷涂设备、注浆设备等。
•通过喷涂或注浆的方式将水泥灌浆施加到需要加固的地方。
•根据需要，可以进行多次施工，直至达到设计要求。
3.4 养护•施工完成后，需要对水泥灌浆进行养护，通常需要喷水养护一段时间。
•养护时间根据环境条件和水泥的性质而定，一般为7至14天。
4. 材料准备进行超细水泥灌浆施工所需要的材料包括： * 超细水泥：选择合适的超细水泥，注意其颗粒大小和流动性。
* 清水：用于与超细水泥混合，形成灌浆材料。
* 施工设备：如喷涂设备、注浆设备等。
5. 施工注意事项在进行超细水泥灌浆施工时，需要注意以下事项： * 施工前应对施工区域进行充分清理，保证施工表面的干净。
* 搅拌水泥时应按照指定比例混合，确保材料质量稳定。
* 施工过程中应根据需要进行适时调整，确保施工质量。
* 施工完成后应及时进行养护，确保水泥灌浆的强度和稳定性。
6. 总结超细水泥灌浆作为一种常用的施工方法，在地下工程、水利工程和建筑结构加固中发挥着重要作用。
通过本文的介绍，我们了解了超细水泥灌浆的基本原理、施工流程、材料准备以及施工注意事项，可以更好地进行超细水泥灌浆施工，提高工程质量和效率。
特种水泥型号及用途规格
特种水泥型号及用途规格特种水泥是一种根据特殊用途和需求配制而成的水泥产品，具有特定的性能和规格。
下面我将为您介绍几种常见的特种水泥型号及其用途规格。
1. 硫铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥是由石膏和高岭土为主要原料烧制而成的一种特种水泥。
它具有高强度、抗化学腐蚀、抗硫酸盐侵蚀等特点，适用于腐蚀性环境中的建筑物和工程，比如化工厂、污水处理厂等。
2. 耐火水泥耐火水泥主要用于耐火材料的制备，具有良好的高温性能和耐火性能。
根据耐火水泥的烧结温度可以分为多种型号，常见的有1450、1550、1650等。
耐火水泥广泛应用于钢铁、电力、冶金等行业的高温设备和耐火炉。
3. 快凝水泥快凝水泥是一种矿渣矿化快凝材料，具有快速凝结、高强度和早期硬化的特点。
它常用于修复道路、桥梁、机场跑道等需要快速硬化的工程，也可用于制作预制构件和制品。
4. 油井水泥油井水泥是专门用于固井工艺的一种特种水泥，用于钻井过程中固定套管和防止井壁坍塌。
根据油井水泥的性能要求和适应地质条件的不同，可分为多种型号，如主力胶凝剂、高温水泥等。
5. 高性能水泥高性能水泥是通过控制原料成分和改进生产工艺制得的一种具有特殊性能的水泥。
高性能水泥可以分为多种类型，如高强度水泥、高早强水泥、高细度水泥等。
它们具有高强度、早期强度发展快、耐久性好等特点，广泛应用于高层建筑、大坝、桥梁等重要工程。
总而言之，特种水泥根据其用途和性能要求的不同，可以分为硫铝酸盐水泥、耐火水泥、快凝水泥、油井水泥和高性能水泥等不同型号。
这些特种水泥广泛应用于各行各业的工程和设备中，为建筑物和工程的安全和稳定提供了重要保障。
水泥细度知识及粒度、粒度分布测试方法
水泥细度（-转自于启蒙水泥论坛）描述水泥的细度,现在用的是细度状态一词.细度状态应包括:磨细程度(俗称筛余量、比表面积)、颗粒分布、颗粒形貌和堆积密度四个方面内容。
在水泥的配料组份已定的前提下,水泥的性能就取决于其细度状态。
因此,正确认识并控制好细度状态非常重要.以下分述之.由于颗粒分布和紧密堆积密切相关,这两方面合并讨论.我国水泥标准规定水泥产品的细度小于10%，这个细度是指0 . 08mm筛余量%。
这个方法简单易行，在一定的粉磨工艺条件下，细度与水泥强度存在一定关系。
理论分析和生产实践均发现,传统的细度和比表面积与水泥性能相关性并不理想.80微米筛余只反映80微米以上颗粒的百分含量.虽然该组分含量低,表明有效颗粒含量高.水泥强度变高,但是对总量90%以上、粒径小于80微米、对水泥性能有直接影响的颗粒来说,具体的粒度分布情况并不清楚,因此也就无法完全确定水泥性能(如3天强度、浇筑性能等).用这种方法进行水泥质量控制存在一些问题。
第一，当水泥磨很细的情况下，如小于1%，控制意义就不大了。
国外水泥普遍磨得很细，所以在国外水泥标准中几乎都取消了这个指标。
文献[1]介绍:某工厂以32um筛余作为粉磨过程例行控制的依据.在32um筛余处于控制目标范围时, 80um筛余为0.2-0.4%,几乎没有波动.如果以80um 筛余作为粉磨过程例行控制的依据,那么几乎无法对粉磨设备作出任何调整.由于设备故障原因,32um筛余曾经偶然发生很大的波动,由原来的控制目标值16%变为20%.单独对该部分水泥进行检验,28天抗压强度比细度正常时下降约4MPa,此时水泥80um筛余仅由0.3%变为0.8%.这一事实表明,在水泥细度较细时, 80um筛余很难反应水泥的粉磨情况,不宜作为粉磨过程的控制指标.第二，当粉磨工艺发生变化时，细度值也发生变化，如开路磨细度值偏大，闭路磨细度值偏小，有时很难根据细度控制水泥强度变化。
第三，细度值是指0. 08mm筛筛余量(%)，即水泥中80μm颗粒含量(%)，众所周知，>64μm颗粒水化活性已很低了，所以用大于80μm含量多少进行水泥质量控制不能全面反映水泥真实活性。
超细粉在水泥中的应用
超细粉在水泥中的应用超细粉在水泥中的应用，这话题听上去是不是有点儿干？别着急，咱慢慢聊，这其中可有不少有趣的东西。
先说说超细粉，它可不是个普通的粉末哦，咱们可以把它想象成水泥界的小明星。
它的颗粒小得跟灰尘似的，几乎看不见，但它的作用可大了！想想看，咱们在建筑的时候，水泥得有多结实，才能抵御时间的侵蚀。
超细粉就是为了提升水泥的性能而来的，真是个“隐形的英雄”！超细粉的加入能让水泥的密度增加。
你有没有想过，水泥也是有“脸”的？加了超细粉，水泥的“脸”就变得光滑了，孔隙少了，强度自然就上去了。
就像咱们人上了妆，瞬间就精神多了，嘿嘿。
水泥更结实，建筑更耐用，真是一举两得。
想象一下，你的房子就像穿上了铠甲，遇到风吹雨打都不怕，这可真是让人心安啊！再说超细粉能改善水泥的流动性。
你知道水泥搅拌的时候，那些小颗粒怎么能在一起混合得均匀吗？超细粉就像个润滑剂，帮助水泥在搅拌的时候顺畅得像河流一样。
这样一来，施工的时候，工人们也能更轻松。
谁都知道，干活儿的时候最怕那种粘稠得动不了的状态，简直是个“绊脚石”。
有了超细粉，大家干起活儿来轻松多了，施工效率也随之提高，真是“事半功倍”。
你可能还不知道，超细粉还有个厉害的本事，那就是抗裂性。
水泥干了之后，难免会出现一些裂缝，仿佛它也在诉说自己的烦恼。
超细粉加入后，水泥的抗裂能力就像给它穿上了保护衣，裂缝不容易出现。
想象一下，以后你的墙面就不会因为微小的震动而出现裂缝，这可是省心不少呢！再说说它的耐久性。
水泥一旦用了，想要修复可不是件简单的事。
超细粉的使用能让水泥更加耐久，减少维护成本。
就像你买了一件耐磨的外套，虽然价格稍贵，但用得久，反而省了不少钱。
建筑用上了超细粉，后续的维护可少多了，真是个聪明的选择。
说到环保，超细粉也是个“环保小卫士”。
现在大家都在提倡绿色建筑，超细粉的使用能减少水泥的用量，降低能耗。
就像咱们常说的，勤俭节约，少花钱多办事。
既能保护环境，又能降低成本，这简直是一箭双雕，太棒了！哦，对了，超细粉的成本问题也不能忽略。
超细水泥成分表
超细水泥成分表
摘要：
一、超细水泥的定义与特点
二、超细水泥的主要成分
三、超细水泥的性能与应用
四、超细水泥的发展前景与挑战
正文：
【超细水泥的定义与特点】
超细水泥是一种具有超高细度的水泥，其粒径分布范围较窄，平均粒径在0.01μm 至1μm 之间。
与传统水泥相比，超细水泥具有更高的活性、更好的可塑性、更优异的分散性和稳定性，以及更强的胶结性能。
这些特性使得超细水泥在许多领域具有广泛的应用前景。
【超细水泥的主要成分】
超细水泥的主要成分包括硅酸盐水泥熟料、石膏以及混合材料。
硅酸盐水泥熟料是超细水泥的主要胶结材料，其主要成分为硅酸三钙、硅酸二钙和铝酸三钙。
石膏在超细水泥中起到缓凝作用，有助于改善水泥的性能。
混合材料通常包括矿渣、粉煤灰等，用于提高超细水泥的耐久性和环保性能。
【超细水泥的性能与应用】
超细水泥具有许多优异的性能，使其在许多领域得到广泛应用。
由于其超高的可塑性和分散性，超细水泥可以用于制备高性能混凝土，提高混凝土的抗压强度、抗折强度和抗渗透性能。
此外，超细水泥还广泛应用于涂料、胶粘
剂、密封材料等领域，其优异的胶结性能使其在这些领域具有很高的竞争力。
【超细水泥的发展前景与挑战】
随着科学技术的进步和环保意识的增强，超细水泥在未来的发展前景十分广阔。
然而，超细水泥的生产过程相对复杂，成本较高，且在某些应用领域尚存在技术瓶颈。
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超细水泥汇总Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#超细低密度水泥浆的研制及其应用L G 地区储层深 ,均为深井和超深井 ,岩性、压力来较大的风险和困难。
长封固段带来大温差问题突系统复杂 ,地层压力系数从 1. 0 到 1. 75 不等 ,长裸眼段压力窗口窄,极易发生井漏。
为实现平衡压力固井 ,采用了低密度水泥浆加常规密度水泥的浆柱结构,在确保主要目的层的封固质量的同时,还要求根据颗粒级配原理 ,实现漂珠、水泥、超细水泥、保证对上部气层实现有效封隔,这不仅需要“三高气井低密度水泥浆克服早期强度低 ,沉降稳定性差 ,渗透率较高等缺点,还要具有良好的防气窜性能, 良好的防漏堵漏功能等特性 ,才能满足该地区固井的要求。
L G地区固井技术难点:1) 井深 ,封固段长 ,封固层位多,压力系统复杂 ,上部存在气层 ,钻井过程中从沙一段到东岳庙组均存在不同程度的气测异常或气侵的情况 ,防气窜难度大。
2) 地层承压能力低 ,施工中高泵压极可能造成井漏 ,导致水泥浆返高达不到要求。
必须采用正注反挤的工艺措施来保证全井封固质量 ,耗时费力 ,增加成本。
3) 气井封固段长 ,一次固井封固段经常出现在2000 m 以上 ,注灰量大 ,固井施工泵压高,给固井带来较大的风险和困难。
长封固段带来大温差问题突出,井眼上部水泥石强度发展缓慢 ,影响电测质量。
2 设计思路根据颗粒级配原理 ,实现漂珠、水泥、超细水泥、微硅等特种不同粒度分布的材料进行组合 ,优化设计各组分的比例 ,使之尽可能地达到高的体积堆积系数 P V F 值 ,实现紧密堆积。
水泥颗粒的平均粒径为20～30μm ,小于10μm的粒子不足,水泥粒子之间的填充性并不好。
加入超细粒子粗细组合 ,可使堆积体的孔隙率达到很小的程度。
在水泥中掺入超细掺和材料 ,如超细水泥 ,微硅粉等 ,可以大幅度地改善胶凝材料颗粒的填充性 ,提高水泥石的致密度、抗渗透性与水泥石强度。
利用超细水泥细化后水化加快;强度发育更快;浆体更加稳定;水泥石更均匀、致密;填充性能更好;活性比微硅更高,不需要激活 ,低温下仍然能发挥强度等一系列物化性能改善的有利因素 ,取代一部分 G 级油井水泥 ,使低密度水泥浆的各项性能得到提高。
3 室内实验3. 2 . 1 超细水泥及多元复合粉体特性研究按A PI 标准方法完成超细水泥各项性能的检验。
从表 1 中可以看出,相同水灰比条件下,超细水泥具有非常明显的高早强的特性 , 由于其颗粒小,凝结强度发展形态好 ,从 48 Pa 到 240 Pa 的过渡时间比表面积大 ,水化迅速且充分,使水泥的早期强度得以充分发挥 ,其优良的悬浮分散能力更有利于低密度水泥浆的稳定性。
实验证明:超细水泥用于低密度水泥浆具有增加稳定性、提高早期抗压强度、降低渗透率等诸多优点。
表 1 超细水泥增强性能表（ 30℃）抗压强度 MPa通过多次实验 ,调整几种材料比例 ,使之达到较高的 P V F 值 ,最终调配各组分比例为超细水泥占基本水泥质量的7 %～12 % ,漂珠的质量比为 15 %～35 %的多元复合高性能低密度水泥浆体系,根据实验 ,水灰比为0. 56～0. 6 ,能确保良好的浆体性能。
该体系颗粒粒度分布曲线见图1 。
适当增加直径 3～10 m 水化颗粒的比例 ,能有效提高水泥石的早期强度和浆体的沉降稳定性.加入并调整直径为 1μm以下潜在活性颗粒的比例 ,使之较大程度地填充到上级颗粒的缝隙当中,起到密实的作用。
3. 2 . 2 水泥浆工程性能研究超细水泥低密度水泥浆体系表 2主要具有以下特点: ①水泥浆密度为 1. 20～1. 50 g/ cm3 ; ②水泥浆具有良好的流变性 ,较短的稠化过渡时间; ③静胶凝强度发展形态好 ,从 48 Pa 到 240 Pa的过渡时间小于20 min ,具有良好的防气窜性能; ④A PI 失水量小于50mL, 由于SD18 为非渗透成膜型降失水剂 ,密度水泥浆的稳定性。
实验证明:超细水泥用于低超细粉体材料的加入起到充填密实作用 ,有效地控制失水; ⑤水泥石强度更高, 1. 20 g/ cm3,水泥石75℃,24 h 强度高于14 MPa ; ⑥该体系使用玻璃微珠能保证井底压力条件下水泥浆密度恒定不变的特点,使施工安全更有保障。
从表 3 看出,该体系与常规低密度水泥浆相比,具有较好的流动能力和较低的滤失量 ,更高的早期强度。
表2低密度水泥浆体系性能表（75℃）表3不同低密度水泥浆体系性能比较表3. 2 . 3水泥浆防气窜性能评价从表4 中可以看出,该体系稠化过渡时间短,失水量小,水泥浆气窜潜力系数 S PN 值小,防气窜能力强。
形成的水泥石具有微膨胀、低渗透率等特点, 渗透率接近常规水泥石 ,具有良好的层间封隔与后期防气窜的功能,更有利于延长油气井的开采寿命。
表4低密度水泥浆体系防气窜性能表（103℃）3. 2 . 4 水泥浆防漏堵漏性能评价该体系由于加入防漏复合纤维 SD66 ,使之发挥了良好的防漏堵漏能力 ,10min 内能堵住漏失,提高漏失地层的承压能力达6. 0 MPa (表5) ,更好地保障 了施工过程中发生井漏时的施工安全和固井质量。
表5低密度水泥浆堵漏性能表5结论1 ）超细水泥具有改善基本水泥颗粒级配 ,起到提高粉体堆积密实程度的作用。
2) 超细水泥低密度水泥浆体系克服了常规低密度水泥浆体系早期强度低、稳定性差、易分层等缺点,具有较高的早期强度和稳定性 ,水泥石微膨胀、渗透率低等优点;水泥浆体系稠化时间从低温到高温均能可调 ,流变性可根据设计要求调整。
3) 水泥浆体系失水量小,静胶凝过渡时间小于20 min ,稠化时间从30～100 Bc 的时间小于20 min ,具有良好的防气窜性能和具有较强的防漏堵漏的能力。
现场成功应用20 余口井次,测井曲线显示固井质量良好。
超细水泥的发展水泥注浆材料自1838 年英国汤姆逊隧道开始应用 ,人们在实践中发现普通水泥粒径较大 ,渗透能力有限 ,一般只能渗入大于 0 . 1mm 的裂隙或空隙 ,而对于微细裂隙注浆加固效果较差 , 因此转向化学注浆材料的研究 , 由于化学注浆材料的价格高、配方复杂 ,而且大多数化学注浆材料都有毒 ,其发展受到限制 ,尤其 1974 年日本上冈县发生注浆污染事故后 , 日本、美国相继禁止了有毒浆材的使用。
为了在低渗透介质中提高水泥的可注性 ,超细水泥注浆材料成了研究的热点。
日本早在 20 世纪 70 年代初率先研制成超细水泥灌浆材料 ,美、俄国也相继开发成这一产品, 由于浆液稳定性好 ,渗透能力强 ,可达到和化学浆材相近的可注性 ,且浆材无污染 ,价格低廉 ,因此迅速地得到广泛应用 , 同时利用超细水泥研制的各种灌浆材料和工艺 ,在工程中的应用越来越广泛。
1 生产现状超细水泥的生产原料与普通水泥大致相同,在组成上的主要不同点是在制备过程中加入了一些性能调节剂 ,超细水泥的生产是以普通水泥或水泥熟料为原料 ,采用一定的粉磨设备制得 ,常用的粉磨设备有球磨机、振动磨、雷蒙磨、搅拌磨、气流磨等 ,使其颗粒细化。
国外资料认为超细水泥最大粒径应 < 20μm 有必要指出的是最大粒径并非绝对意义上的最大粒径 ,若最大粒径< 20μm ,通常指 d95 < 20μ m ,即允许有 5 %的粒子 > 20μ m平均粒径为3～5μ m 。
还有人认为岩基缝隙大于水泥粒子 3～5倍时,浆体能够顺利灌入裂缝中。
国内有专家认为超细水泥的比,表面积应> 10000cm / g 才称得上超细水泥。
由于超细水泥在制造过程中受到冲击、研磨、挤压、弯曲等机械力的连续、共同作用 ,使水泥中的粗颗粒在逐步被粉碎的过程中,细度急剧下降,比表面积迅速增大 ,由于转入能量中的一部分变为新颗粒的内随和表面能,从而导致水泥颗粒表面物理化学性能的巨大变化 ,因此 ,超细水泥的活性比普通水泥大得多。
生产超细水泥注浆材料的方法有湿磨和干磨两种。
湿磨超细水泥是指在施工现场将预拌的普通水泥浆泵入湿磨机磨成超细水泥;长江科学院于20 世纪80 年代末开始湿磨细水泥的生产研究。
以灌注裂隙宽度为 0. 05～0. 2mm 的岩体为目标 ,研制出GSM 型高效水泥湿磨机。
该机结构简单 ,操作方便 ,体积小 ,重量轻 ,能耗低 ,不需要研磨介质和助磨剂 ,特别适合于注浆工程的现场使用。
目前 ,该技术已成功应用于包括三峡工程在内的全国10 多座大型水电工程。
干磨超细水泥是指在水泥厂用超细粉磨机设备生产的超细水泥。
1991 年我国洋径水泥厂研制了U型超细水泥 ,并在浙江上黄水库、洋溪水库坝心场基础局部接触渗漏注浆收到明显效果的基础上 ,进一步改善性能、降低生产成本 ,在 U型超细水泥中掺加了粉煤灰研制成功粉煤灰超细水泥 ,使超细水泥浆液的可注性得到了提高 ,成本也显着下降。
目前 ,我国生产的“华夏”牌系列超细水泥 ,就是利用了我国自己的超细磨技术、超细分离技术、水泥改性技术等最新技术 , 由浙江金华华夏灌浆材料厂研究所开发研制而成 ,其功能已达到和部分超过国外的技术水平。
国产的“华夏”牌超细水泥的细度已达到4 . 8μm以下,颗粒级配较优化。
目前 ,国内外的超细水泥普遍使用于封堵地下水流、加固大坝基础、封闭核放射废料、加固隧道边墙、大塌方及各种地下建筑物开挖前软弱地基的处理等 ,都获得了理想的使用效果。
目前美、日、德、法等国均能生产比表面积 800～1600cm2 / g的超细水泥 ,超细水泥的优异性能来源于它的细度。
最大粒径< 20μm ,平均粒径< 5μm 。
2超细水泥的性质(1)超细水泥的物理性质指标。
比重:3. 00 ±0. 10 ;单位重量:1. 00±0. 10kg/ L ;比表面积:8000cm 2 / g 左右;平均细度:4μm左右。
(2)无毒性:超细水泥不含任何有机或污染成份 ,其主要成分为 CaO 、SiO2 、Al2 O3 、Fe2 O3 、MgO ,具有良好的工作环境 ,无臭、无味。
因此 ,不污染环境 ,对人体无害。
(3) 试验证明,用超细水泥制备的浆液 ,经过充分搅拌 ,具有良好的物理力学性能。
强度与变形能力是注浆材料的重要性能,超细水泥的颗粒化学性质活泼 ,因而能快速凝固达到较高的强度。
水泥结石致密 ,而且具有较高的耐久性 ,可以满足工程注浆加固施工要求。
(4) 浆液的粘度:水泥浆液的粘度随着水灰比不同而变化 ,水灰比加大 ,则粘度减少 ,反之增大。
(5) 稳定性:超细水泥所制的浆掖低水灰比中掺用外加剂等稳定性好 ,使注浆设备避免损坏并防止管道堵塞。