大掺量粉煤灰水泥基煤矿含水层注浆材料性能研究.pdf

河南建材 2020 年第 6 期 大掺量粉煤灰水泥基煤矿含水层注浆材料性能研究 李秋英 1 董辰光 1 吴昊泽 1 陈经棚 2 1 山东省水泥质量监督检验站 （250000） 2 山东大学岩土与结构工程研究中心 （250061） 摘要为满足邱集煤矿灰岩含水层注浆改造工程需求和降低注浆加固的成本， 通过室内试验研究了大掺量 粉煤灰对水泥注浆材料性能的影响， 分析了粉煤灰的细度和掺量对 325 水泥浆液流动度、 凝结时间、 析水率 及结石体强度的影响规律； 通过 SEM-EDS 分析了浆液宏观性能与微观结构之间的联系， 确定了较合理的注 浆材料配比。结果表明可通过调整粉煤灰的掺量和细度来调整大掺量粉煤灰注浆材料的工作性能和结石体 强度， 以适应不同条件下的注浆要求； 采用大掺量粉煤灰降低煤矿含水层注浆加固成本是可行的方法。 关键词注浆； 水泥； 粉煤灰； 煤矿 0 引言 粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细 灰袁是燃煤电厂排出的主要固体废物袁根据其游离 氧化钙的含量分为 F 类低钙灰尧C 类渊高钙灰冤和 复合灰遥 粉煤灰外观类似水泥袁颜色在乳白色到灰 黑色之间变化袁颗粒呈多孔型蜂窝状组织袁比表面 积较大袁具有较高的吸附活性遥 粉煤灰可以与水泥 协同制备注浆材料[1-4]袁郭兵[5]等研究了煤层底板灰 岩承压含水层注浆加固改造袁王志峰[6]等研究了兴 杨煤矿煤层底板含水层注浆改造工程并对注浆效 果进行了分析袁方刚[7]等研究了巴拉素井田煤层富 水机理与注浆堵水技术袁但大掺量粉煤灰水泥注浆 材料体系尚未得到有效评估袁 亟需明确其性能袁以 便在煤矿含水层注浆改造工程中得到推广遥 本试验研究了大掺量粉煤灰对水泥复合注浆 材料流动度尧析水率尧凝结时间及力学强度的影响[8- 9]袁并通过 SEM 从微观角度分析了粉煤灰的掺量和 种类对注浆材料的影响机理遥 1 试验 1.1 原材料 三种粉煤灰渊1尧2尧3冤来自山东省邱集有限公 司袁其粒度曲线如图 1 所示袁可知 r21号粉煤灰遥 这是因为 2粉煤 灰粒径最小袁一方面小颗粒充填在结石体的缝隙中 可以提高强度袁另一方面袁粉煤灰粒度越小袁反应越 充分袁相同时间内水化产物越多袁颗粒间的胶结作 用越强袁因此结石体强度越高遥 2.5 结石体 SEM 分析 试验测试了 9渊40粉煤灰 1冤尧12渊70粉煤灰 1冤尧21渊40粉煤灰 2冤尧24渊70粉煤灰 2冤尧33渊40 粉煤灰 3冤尧36渊70粉煤灰 3冤浆液结石体水化 7 d 的微观结构袁水灰比均为 1颐1袁水中养护袁测试结果 如图 10耀15 所示遥 图 10水化 7 d 5渊60425 水泥40粉煤灰 1冤 结石体 SEM 图 11水化 7 d 8渊30425 水泥70粉煤灰 1冤 结石体 SEM 图 12水化 7 d 13渊60425 水泥40粉煤灰 2冤结石体 SEM 图 13水化 7 d 16渊30425 水泥70粉煤灰 2冤结石体 SEM 图 14水化 7 d 21渊60425 水泥40粉煤灰 3冤结石体 SEM 图 15水化 7 d 24渊30425 水泥70粉煤灰 3冤结石体 SEM 随着粉煤灰掺量增多袁浆液结石体微观结构致 密度显著降低袁这也验证了 7 d 抗压强度随着粉煤 灰掺量增大而降低的测试结果遥 由于所测样品为水 化 7 d 结石体的微观结构袁SEM 结果表明袁7 d 时粉 煤灰相应矿物未进行有效水化袁粉煤灰大掺量时尤 其明显遥 同时 2粉煤灰样品的微观结构最为致密袁 细颗粒的粉煤灰可以填充到水泥石的孔隙中袁细化 水泥石中的孔结构袁使得结石体更加致密袁这有利 于强度的提升袁但不利于浆液工作性能的调整遥 3 结论 1冤3粉煤灰加入量增大时袁浆液流动度逐渐增 大曰粉煤灰加入量达到 70时袁浆液流动度呈现大 幅增长现象遥 1尧2粉煤灰加入量增大时袁浆液流动 度逐渐降低曰粉煤灰加入量达到 70时袁浆液流动 度呈现大幅降低现象袁 说明 1尧2粉煤灰大掺量时 浆液的流动性能相对不好遥 2冤1尧2粉煤灰的加入可以降低浆液析水率尧增 加浆液结石率袁利于灰岩充填封堵加固袁但需注意袁 1尧2粉煤灰对流动性不利袁易产生堵管现象曰3粉 试 验 研 究 64 河南建材 2020 年第 6 期 煤灰加入后浆液析水率较大袁浆液结石率虽较低袁但 浆液流动性能相对较好遥 3冤随着 1尧2尧3粉煤灰含量增大袁浆液强度呈 现降低趋势袁 且 325 水泥-粉煤灰 7 d 强度明显低 于 425 水泥-粉煤灰强度遥 以 425 水泥为例袁2粉煤 灰 40耀70大掺量加入后 7 d 强度最高遥 4冤基于 SEM-EDS 分析袁随着粉煤灰掺量增多袁 浆液结石体微观结构致密度显著降低袁这也验证了 7 d 抗压强度随着粉煤灰掺量增大而降低的测试结 果曰7 d 时粉煤灰相应矿物未进行有效水化袁粉煤灰 大掺量时尤其明显遥 参考文献 [1] 李召峰,李术才,刘人太,等.富水破碎岩体注浆加固实验与 机制研究[J].岩石力学与工程学报,20171198-207. [2] 张健,李术才,李召峰,等.全风化花岗岩地层单 - 双液浆 加固试验研究[J].中南大学学报自然科学版,4912157- 165. [3] 齐延海,李术才,李召峰,等.全风化花岗岩富水地层注浆治 理研究与应用[J].中南大学学报自然科学版,503204- 213. [4] 李召峰,李术才,刘人太,等.富水破碎岩体注浆加固材料试 验研究与应用[J].岩土力学,2016,3771937-1946. [5] 郭兵,陈玉华,张海荣.煤层底板灰岩承压含水层注浆加固 改造技术研究与应用[J].煤炭与化工,2019,421048-55. [6] 王志峰,张译心.兴杨煤矿煤层底板含水层注浆改造及效 果分析[J].煤炭工程,2017,49340-43. [7] 方刚,梁向阳,黄浩,等.巴拉素井田煤层富水机理与注浆堵 水技术[J].煤炭学报,2019,4482470-2483. [8] 上官书民,赵伟,张胜军,等.水泥粉煤灰注浆材料特性试 验研究[J].煤炭技术,2014,334. [9] 蒋林华,林宝玉,蔡跃波.高掺量粉煤灰水泥胶凝材料的水 化性能研究[J].硅酸盐学报,19986695-701. 论 BIM 技术在建筑工程成本控制中的应用 朱金顺 中国科学院物联网研究发展中心 BIM 技术中心 中科中建 （北京） 建筑科技研究院 （214000） 摘要在建筑工程项目中控制成本、 减少成本， 可以实现企业效益最大化。建设项目开始前， 会有专业的 技术人员对工程成本控制方面作出分析和预算， 以求尽可能控制成本。BIM 技术的应用可提供给我们更 前瞻、 准确的数据， 让我们清晰了解项目工程实施过程中人员、 物料、 设计优化、 项目节点完成率等情况。 关键词BIM 技术； 建筑工程； 成本控制； 应用研究 0 前言 在以往的建筑行业中袁工程项目整个阶段普遍 高耗能尧效率低尧污染严重袁严重阻碍了我国建筑行 业的良性发展袁BIM 技术的应用使这些问题得到改 善遥BIM 技术具有优化性尧协调性等优点袁让工程团 队能够制订出优化的方案袁以此达到有效控制工程 项目成本的目的遥 1 BIM 技术概念 1.1 简要叙述 BIM 技术是大数据时代的产物袁主要应用在工 程建造方面袁通过构建模型来收集工程项目的各种 信息袁相关建筑工程技术人员对收集到的信息进行 判断并作出决策遥BIM 技术使用就是让建筑工程团 队能够协调合作袁用最短的时间完成建筑项目袁提高 团队的工作效率袁使他们尽量用更少的成本完成工 程项目遥 1.2 自身优势 1冤BIM 技术具有可视化尧能够出图的优点遥 BIM 技术能给施工人员展示更详细立体的图形袁在进行 工程成本控制的时候可以更全面地考虑问题遥 2冤BIM 技术具有协调性遥 由于在图纸理解方面 的偏差袁施工团队与技术人员没能及时沟通袁造成 施工面貌与设计图纸不同袁 耽误工程施工的进程遥 BIM 技术的协调性袁 能让建筑工程团队工作更协 调袁问题能够及时解决遥 3冤BIM 技术可以模拟真实情境遥 BIM 技术能让 建筑工程技术人员作出更精准的预测袁将设计好的 预案置于程序中进行模拟袁选择最节省的方案遥 2 我国在控制建筑工程成本方面的缺陷 2.1 只重视成本控制袁忽略了执行过程 在经济效益的影响下袁 建筑行业发展的过程 中袁部分企业为了最大限度地控制工程成本袁获得 更大的效益袁只重视结果是否最大程度地控制了成 本袁忽略了方案在实际实行过程中的问题遥 有些企 业为了达到计划中的利益袁在施工的时候使用不合 格的廉价原材料袁最后造成巨大的经济损失遥 经 营 管 理 65