第二节 灌浆材料及浆液
1 灌浆材料
水泥灌浆的主要材料是水泥和水，根据工程需要也可加入黏土、粉煤灰、膨润土、砂等掺合料和外加剂。 1.1 水泥
1.1.1 水泥的品种和技术性能
水泥是一种粉末状的水硬性无机胶凝材料。水泥的品种繁多，水利水电灌浆工程中使用最多的是普通硅酸盐水泥，根据工程条件也可使用硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和抗硫酸盐水泥。它们的技术特性如表2-2-1、表2-2-2和表2-2-3。
表2-2-1 灌浆工程常用水泥
水泥品种 代号 定义 混合材料 P.Ⅰ型不掺混合料；P.Ⅱ型在硅酸盐水泥粉磨时掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料 活性混合材料最大掺量不得超过15%，其中允许用不超过水泥质量5%的窑灰或不超过水泥质量10%的非活性材料来代替 水泥中粒化高炉矿渣掺加量按质量百分比计为20%～70%。允许矿渣硅酸盐水泥（简称矿渣水泥） P.S 由硅酸盐水泥熟料和粒状高炉矿渣，并加入适量石膏磨细制成的水硬性胶结材料 用石灰石、窑灰、粉煤灰和火山灰质混合材料中的一种材料代替矿渣，代替数量不得超过水泥质量的8%，代替后水泥中粒化高炉矿渣不得少于20% 火山灰质硅酸盐水泥（简称火山灰水泥） P.P 凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料 水泥中火山灰质混合材料掺量按质量百分比计为20%～50% 硅酸盐水泥 P.Ⅰ P.Ⅱ 由硅酸盐熟料、0～5%石灰石或高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料 普通硅酸盐水泥（简称普通水泥） P.0 由硅酸盐水泥熟料、6%～15%的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料 1
粉煤灰硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥） P.F 凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料 凡以适当成分的硅酸盐水泥P.MSR P.HSR 熟料，加入适量的石膏磨细制成的具有抵抗硫酸根离子侵蚀的水硬性胶凝材料 水泥中粉煤灰掺量按质量百分比计为20%～40% P.MSR为中抗硫酸盐水泥，具有抵抗中等浓度硫酸根离子侵蚀的能力；P.HSR为高抗硫酸盐水泥，具有抵抗较高浓度硫酸根离子侵蚀的能力 抗硫酸盐硅酸盐水泥（简称抗硫酸盐水泥） 表2-2-2 几种水泥的技术要求
水泥品种 适用国家标准 密度 细度 凝结 时间 初凝(min) 终凝（h） 硅酸盐水泥 GB175 3.1～3.2 比表面积300㎡/kg以上 45以上 6.5以上 合格 普通水泥 GB175 3.1～3.2 80μm筛余 10%以下 45以上 10以上 合格 矿渣水泥 GB1344 2.9～3.1 80μm筛余 10%以下 45以上 10以上 合格 见表2-2-3 5.0以下 3.5以下 P.Ⅰ0.75以下 P.Ⅱ 1.5以下 P.Ⅰ 3.0以下 P.Ⅱ 3.5以下 5.0以下 3.5以下 — 5.0以下 4.0以下 — 5.0以下 3.5以下 — 5.0以下 3.5以下 — 火山灰水泥 GB1344 2.7～3.1 80μm筛余 10%以下 45以上 10以上 合格 粉煤灰水泥 GB1344 2.8～3.1 80μm筛余 10%以下 45以上 10以上 合格 安定性（煮沸法） 抗压强度（MPa） 氧化镁（%） 三氧化硫（%） 不溶物（%） 烧失量（%） 总碱量 5.0以下 — — — 不大于0.6%或由供需双方商定 表2-2-3 水泥强度等级及强度指标
硅酸盐水泥 强度 等级 抗折强度≥ （MPa） 3d 32.5 32.5R — — 28d — — 抗压强度≥ （MPa） 3d — — 28d — — 普通水泥 抗折强度≥ （MPa） 3d 2.5 3.5 28d 5.5 5.5 抗压强度≥ （MPa） 3d 11.0 16.0 28d 32.5 32.5 矿渣、火山灰水泥 抗折强度≥ （MPa） 3d 2.5 3.5 28d 5.5 5.5 抗压强度≥ （MPa） 3d 11.0 15.0 28d 32.5 32.5 2
42.5 42.5R 52.5 52.5R 62.5 62.5R 3.5 4.0 4.0 5.0 5.0 5.5 6.5 6.5 7.0 7.0 8.0 8.0 17.0 21.0 22.0 26.0 28.0 32.0 42.5 42.5 52.5 52.5 62.5 62.5 3.5 4.0 4.0 5.0 — — 6.5 6.5 7.0 7.0 — — 16.0 21.0 22.0 26.0 — — 42.5 42.5 52.5 52.5 — — 3.5 4.0 4.0 4.5 — — 6.5 6.5 7.0 7.0 — — 16.0 19.0 21.0 23.0 — — 42.5 42.5 52.5 52.5 — — 1.1.2 专用灌浆水泥
《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148-2001规定，灌浆用水泥的品质必须符合GB175 或采用的其它水泥的标准，同时要求帷幕灌浆和坝体接缝灌浆所用水泥的细度宜为通过80μm方孔筛的筛余量不大于5%。这就是说，当进行帷幕灌浆和坝体接缝灌浆时，如有可能采用的水泥应当比GB175、GB1344所要求的细度标准更高一些，通过80μm方孔筛筛余由10%以下提高到5%以下。实践证明一般的水泥厂家可以达到这一要求。
灌浆规范还提出，在特殊地质条件下或有特殊要求时，可使用干磨细水泥浆液、超细水泥浆液和湿磨水泥浆液。对于接缝灌浆当缝面张开度小于0.5mm时，可使用细度为通过71μm方孔筛筛余量小于2%的水泥浆液或细水泥浆液。为此，国内一些单位开发研制了多种细水泥浆液，这些水泥的主要技术性能如表2-2-4，颗粒级配曲线如图2-2-1。
表2-2-4 几种细水泥技术性能
水泥名称 生产方式 在普通水泥中加改性细水泥 入灌浆剂，使用棒磨机共同磨细。当使用量较大时，可在工地设厂加工 细度 600 ～800 m2/kg之间，颗粒尺寸d50主要特点 制浆工艺与普通水泥浆河北大黑汀水库坝基灌浆工程(花岗片麻岩)等 中国建筑材料研究院 工程实例 研究或生产 单位 为6μm～10μm，一样，生产d90=28.42μm，小于30μm颗粒的累计为95.78% 能力强。价格较高、贮存不便 细度高、有小浪底地下洞室混凝土裂缝漏水处理；长江三峡导流明渠和永久船闸基础固结灌浆等 上海洋泾水泥厂 超细水泥 在水泥厂加工生产 比表面积大于800 微膨胀性、m2/kg、d50在3μm～5μm之间 早强。价格高、贮存不便 3
第二章 02材料浆液
