破碎巖體快速注漿加固地聚合物注漿材料試驗(yàn)研究

馮涵 張學(xué)民 歐雪峰 張聰 姜健 郭騰飛 周賢舜

(1.中南大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410000；2.中南大學(xué) 重載鐵路工程結(jié)構(gòu)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410000；3.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410114；4.中南林業(yè)科技大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410000；5.河南理工大學(xué) 土木工程學(xué)院，河南 焦作 454150)

地聚合物是一類(lèi)以富含硅鋁酸鹽的材料為原料并通過(guò)堿激發(fā)劑作用而合成的一種無(wú)機(jī)膠凝材料[1]，其固化反應(yīng)與硅酸鹽水泥的水化反應(yīng)不同，具有固化速率快、早期強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐高溫等特性。當(dāng)前已有利用地聚合物快硬及早強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用于快速建設(shè)或快速修復(fù)方面的成功應(yīng)用，如機(jī)場(chǎng)道面快速修建、修補(bǔ)以及快速修建軍用機(jī)場(chǎng)等，美軍軍方曾稱(chēng)其為迄今為止發(fā)現(xiàn)的最好的快凝材料[2]。

力學(xué)性能是快速注漿加固材料性能要求中的一個(gè)重要方面。影響地聚合物力學(xué)性能的因素是復(fù)雜且多樣的，原材料是其一個(gè)主要因素，本質(zhì)在于不同種類(lèi)原料潛在火山灰活性不同。目前常用原材料包括偏高嶺土[3]、粉煤灰[4]和高爐礦渣[5]等，其中偏高嶺土和高爐礦渣相比粉煤灰活性更高，偏高嶺土中Si、Al含量較高，有利于聚合反應(yīng)的進(jìn)行[5]，同時(shí)高爐礦渣中含有的部分鈣離子，有利于提高結(jié)石體早期強(qiáng)度[6]。de Silva等[7]探討了原材料中SiO2/Al2O3之比對(duì)地聚合物材料力學(xué)強(qiáng)度的影響。另一個(gè)影響地聚合物力學(xué)性能的主要因素為堿激發(fā)劑的成分及組成。許多堿性溶液均可實(shí)現(xiàn)堿激發(fā)反應(yīng)[8]，但考慮到經(jīng)濟(jì)效益、工藝條件以及實(shí)際效果，常用堿激發(fā)劑為NaOH溶液與水玻璃復(fù)合形成的溶液。許多學(xué)者針對(duì)堿激發(fā)劑組成對(duì)地聚合物性能的影響進(jìn)行過(guò)研究。Morsy等[9]發(fā)現(xiàn)隨著堿激發(fā)劑模數(shù)的增加，地聚合物抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度均出現(xiàn)先增大后減小的過(guò)程。彭暉等[10]系統(tǒng)考察了堿激發(fā)劑中氫氧化鈉、硅酸鈉和水等組分含量變化對(duì)地聚合物力學(xué)性能影響，發(fā)現(xiàn)地聚合物的力學(xué)性能隨氫氧化鈉的用量增加先提高后降低，水對(duì)地聚物強(qiáng)度影響不大。Chafoori等[11]同樣發(fā)現(xiàn)地聚合物力學(xué)性能隨著堿當(dāng)量增加出現(xiàn)先提高后降低的現(xiàn)象。彭暉、Alonso等[12-14]通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)激發(fā)劑濃度是影響地聚合物的最主要因素，但是濃度過(guò)高容易出現(xiàn)閃凝現(xiàn)象；此外，激發(fā)劑模數(shù)是次要因素。Heah、林坤圣等[15-16]通過(guò)正交試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在不同的堿激發(fā)劑摻量范圍內(nèi)隨著激發(fā)劑的摻量增加地聚合物性能可出現(xiàn)不同的變化趨勢(shì)。

同時(shí)，漿液的工作性能也是注漿材料性能要求的另外一個(gè)方面，已有學(xué)者針對(duì)以地聚合物作為注漿材料的工作性能表現(xiàn)進(jìn)行了研究。漿液的工作性能包括流動(dòng)度、凝結(jié)時(shí)間和穩(wěn)定性等方面。余其俊等[17]針對(duì)堿激發(fā)礦渣膠凝材料流動(dòng)性差和凝結(jié)時(shí)間短的問(wèn)題提出以氯化鋇作為緩凝劑；王紅喜等[18]研究了水玻璃模數(shù)和摻量對(duì)漿液凝結(jié)時(shí)間的影響；王健等[19]對(duì)比了不同水玻璃體積摻量和粉料比例對(duì)漿液初凝/終凝時(shí)間、抗侵蝕和干縮性的影響；殷素紅等[20]探討了硅酸鈉溶液模數(shù)和固體含量、礦渣摻量對(duì)地聚合物灌漿材料流變性和流動(dòng)性的影響。

綜上所述，當(dāng)前關(guān)于地聚合物力學(xué)性能影響因素已經(jīng)進(jìn)行了一定程度的研究，將其作為注漿材料的應(yīng)用也有相應(yīng)的探索。但遺憾的是，當(dāng)前地聚合物基漿液研究中考慮的性能影響因素相對(duì)較少，存在材料本身性能發(fā)揮不徹底的可能。同時(shí)針對(duì)快速注漿加固作業(yè)中材料在若干小時(shí)內(nèi)即需要很高力學(xué)性能的要求，目前也未見(jiàn)對(duì)應(yīng)的地聚合物早期(≤24 h)力學(xué)性能表現(xiàn)的研究，為提高地聚合物性能和應(yīng)用研究的全面性，同時(shí)進(jìn)一步探究地聚合物在早期(≤24 h)內(nèi)的性能潛力，以及是否可作為工作性能優(yōu)異的破碎巖體快速注漿材料的可能性，筆者將偏高嶺土內(nèi)摻礦渣作為原料，氫氧化鈉與水玻璃復(fù)合溶液作為激發(fā)劑，考慮礦渣替代率、水玻璃模數(shù)、激發(fā)劑濃度和液固比4個(gè)因素，通過(guò)正交試驗(yàn)對(duì)漿液流動(dòng)度、穩(wěn)定性、初凝/終凝時(shí)間和析水率等工作性能以及早期(4、8、12、16、20和24 h)力學(xué)性能進(jìn)行研究，相關(guān)結(jié)果可為地聚合物材料的進(jìn)一步應(yīng)用和推廣提供參考。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 試驗(yàn)原料

偏高嶺土，湖南超牌科技有限公司生產(chǎn)，具體成分及含量見(jiàn)表1；礦渣為S95級(jí)，具體成分及含量見(jiàn)表2；片狀NaOH為分析純；水玻璃溶液模數(shù)M=3.3；自來(lái)水來(lái)自長(zhǎng)沙市自來(lái)水廠(chǎng)。

表1 偏高嶺土成分及含量Table 1 Composition and content of metakaolin

表2 礦渣成分及含量Table 2 Composition and content of slag

1.2 試驗(yàn)方案

試驗(yàn)采用L9(34)正交試驗(yàn)表進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，4個(gè)影響因素分別為：礦渣替代率、水玻璃模數(shù)、激發(fā)劑濃度(即改性水玻璃溶液質(zhì)量/激發(fā)劑溶液質(zhì)量×100%)、液固比(即激發(fā)劑溶液質(zhì)量/固體質(zhì)量×100%)。具體正交試驗(yàn)變量因素及水平見(jiàn)表3。

表3 正交試驗(yàn)變量因素及水平Table 3 Factors and levels of orthogonal test

水玻璃模數(shù)通過(guò)添加NaOH溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)。激發(fā)劑濃度通過(guò)添加水來(lái)調(diào)節(jié)，激發(fā)劑調(diào)配完成后陳化12 h。試件在室溫條件下養(yǎng)護(hù)，一定時(shí)間脫模后繼續(xù)在室溫條件下養(yǎng)護(hù)。

對(duì)漿液及結(jié)石體性能測(cè)試方法如下：

(1)漿液流動(dòng)度依據(jù)《混凝土外加劑均質(zhì)性試驗(yàn)方法》(GT/B 8077—2000)利用截錐圓模進(jìn)行測(cè)試。

(2)漿液凝結(jié)時(shí)間依據(jù)《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》(GT/T 1346—2011)利用維卡儀進(jìn)行測(cè)試。

(3)漿液析水率依據(jù)《預(yù)應(yīng)力孔道灌漿劑》(GB/T 25182—2010)利用1 000 mL量筒對(duì)2 h前后漿液離析水面高度差進(jìn)行測(cè)試。

(4)結(jié)石體強(qiáng)度依據(jù)《水泥砂漿強(qiáng)度檢驗(yàn)方法(ISO法)》(GB/T 17671—1999)利用抗壓試驗(yàn)機(jī)和抗折試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測(cè)試。

2 結(jié)果與分析

2.1 破碎巖體快速注漿加固漿液的性能要求

破碎巖體在土木工程中，尤其在地下工程中較為常見(jiàn)，在快速注漿加固工況中對(duì)漿液的時(shí)效性要求往往不盡相同，普通純水泥漿液一般無(wú)法滿(mǎn)足要求。同時(shí)，漿液的性能也應(yīng)與注漿設(shè)備和工藝相匹配?？紤]注漿加固面臨的工況多種多樣，本研究?jī)H以某運(yùn)營(yíng)公路隧道隧底快速注漿加固維修需求為例進(jìn)行說(shuō)明。參考以往工程經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)規(guī)范，以現(xiàn)有常見(jiàn)的注漿機(jī)具和注漿工藝為前提，提出該隧道快速注漿加固維修的材料須滿(mǎn)足以下性能要求：在可泵性方面，要求流動(dòng)度≥220 mm；在時(shí)效性方面，要求初凝時(shí)間≥40 min，終凝時(shí)間≤60 min，4 h后抗壓強(qiáng)度不小于10 MPa，抗折強(qiáng)度不小于0.5 MPa，24 h后抗壓強(qiáng)度不小于20 MPa，抗折強(qiáng)度不小于1 MPa；在工后效果方面，要求漿液析水率≤5%。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表4中可以看出，部分試驗(yàn)組所得到結(jié)果已滿(mǎn)足上述漿液性能要求，但仍有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。地聚合物漿液凝固后結(jié)石體在4 h后的最高抗壓強(qiáng)度和最高抗折強(qiáng)度分別為12.2 MPa 和0.8 MPa，24 h后的最高抗壓強(qiáng)度和最高抗折強(qiáng)度分別為21.2 MPa和2.1 MPa。其次，較好的漿液流動(dòng)度是進(jìn)行注漿作業(yè)的必要條件。由表5可看出，新鮮漿液流動(dòng)度最大為231 mm。合適的凝結(jié)時(shí)間代表漿液的可泵性和時(shí)效性，同時(shí)初凝時(shí)間和終凝時(shí)間之間的合適時(shí)間間隔有利于后續(xù)施工工序。由表5還可看出，本研究中漿液初凝時(shí)間范圍在35～62 min之間，終凝時(shí)間范圍在46～72 min之間，初凝和終凝時(shí)間之間間隔范圍在6～15 min之內(nèi)。

表4 結(jié)石體強(qiáng)度的正交試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)Table 4 Statistics of orthogonal test results of stone strength

表5 漿液工作性能的正交試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)Table 5 Statistics of orthogonal test results of slurry performance

2.3 影響因素作用分析

(1)影響因素對(duì)流動(dòng)度的影響

流動(dòng)度作為漿液工作性能中主要指標(biāo)之一，影響著漿液的擴(kuò)散能力也關(guān)系到注漿作業(yè)的難易程度。各影響因素對(duì)漿液流動(dòng)度的影響如圖1所示，試驗(yàn)結(jié)果極差分析見(jiàn)表6，表中R表示極差。

圖1 4個(gè)影響因素對(duì)漿液流動(dòng)度的影響Fig.1 Effect of four factors on fluidity of slurry

表6 正交試驗(yàn)所得漿液流動(dòng)度結(jié)果Table 6 Orthogonal test results of slurry fluidity

由圖1可以看出，因素A(礦渣替代率)和因素D(液固比)對(duì)漿液流動(dòng)度影響顯著，且與流動(dòng)度呈正相關(guān)關(guān)系，因素B和因素C影響程度相對(duì)較低，且與流動(dòng)度相關(guān)性不明顯。由表6可知，各因素對(duì)漿液流動(dòng)度影響的主次順序?yàn)锽

偏高嶺土本身存在較強(qiáng)的吸附性，隨著因素A(礦渣替代率)增加，復(fù)合粉料的吸附性能相對(duì)下降，在液固比一定的情況下，漿液中自由水增加，流動(dòng)性因此隨之增強(qiáng)。因素D(液固比)作為另外一個(gè)影響流動(dòng)度顯著因素的原因在于增加漿液體系中自由水的含量，使得漿液變稀，增加漿液的流動(dòng)度。

(2)影響因素對(duì)凝結(jié)時(shí)間的影響

漿液的凝結(jié)時(shí)間是快速修建或快速修復(fù)過(guò)程中注漿作業(yè)的一個(gè)關(guān)鍵性指標(biāo)。過(guò)短的凝結(jié)時(shí)間無(wú)法保證漿液擴(kuò)散范圍，同時(shí)容易造成機(jī)具堵塞，不利于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。通過(guò)對(duì)漿液的初凝/終凝時(shí)間進(jìn)行正交分析，得到各影響因素對(duì)漿液凝結(jié)時(shí)間影響趨勢(shì)，見(jiàn)圖2所示。試驗(yàn)結(jié)果極差分析見(jiàn)表7和表8所示，表中R表示極差。

圖2 4個(gè)影響因素對(duì)漿液凝結(jié)時(shí)間的影響Fig.2 Effect of four factors on setting time of slurry

由表7和表8可以看出，其中因素A和因素C與凝結(jié)時(shí)間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，因素D對(duì)漿液凝結(jié)時(shí)間呈正相關(guān)關(guān)系。各影響因素分別對(duì)漿液初凝和終凝的影響趨勢(shì)一致。由表7和表8極差分析結(jié)果可知，各因素對(duì)漿液初凝時(shí)間影響程度排序?yàn)椋築

表7 正交試驗(yàn)所得漿液初凝時(shí)間結(jié)果分析Table 7 Orthogonal test results of initial setting time

表8 正交試驗(yàn)所得漿液終凝時(shí)間結(jié)果分析Table 8 Orthogonal test results of final setting time

礦渣中含有鈣離子，與鈉離子相比具有更強(qiáng)的電荷引力作用，因此隨著因素A(礦渣替代率)的增加，漿液的初凝和終凝時(shí)間減??；地聚合物的理論反應(yīng)模型包括溶解、重組和縮聚3個(gè)過(guò)程[12]，凝結(jié)時(shí)間在一定程度上是反應(yīng)速率的表現(xiàn)，當(dāng)因素C(激發(fā)劑濃度)較低時(shí)，溶解、重組和縮聚過(guò)程相互重疊，凝膠會(huì)包裹在尚未溶解的硅鋁酸鹽周?chē)?，抑制反?yīng)的進(jìn)行，導(dǎo)致凝結(jié)時(shí)間增加;反之，當(dāng)因素C(激發(fā)劑濃度)較高時(shí)，反應(yīng)具有較明顯的次序，溶解和縮聚反應(yīng)過(guò)程區(qū)別明顯，反應(yīng)速率也較快，凝結(jié)時(shí)間減少[12]；因素D(液固比)的增加離間了固體顆粒之間的距離，空間絮凝結(jié)構(gòu)不能及時(shí)形成，從而使凝結(jié)時(shí)間增加。

(3)影響因素對(duì)析水率影響分析

析水率作為標(biāo)定漿液穩(wěn)定性一項(xiàng)指標(biāo)，一般認(rèn)為在2 h內(nèi)析水率小于5%的漿液稱(chēng)為穩(wěn)定漿液。穩(wěn)定性好的漿液所留下的結(jié)石體性能可保證好的均一性，也是保證注漿效果的關(guān)鍵性因素之一。

與傳統(tǒng)水泥漿液不同，本研究所述漿液凝結(jié)時(shí)間遠(yuǎn)小于2 h，具有凝結(jié)時(shí)間短的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，漿液組成體系中偏高嶺土有類(lèi)似高嶺土保水性強(qiáng)的特點(diǎn)。因此本研究所述漿液本身具有很好的穩(wěn)定性。

在實(shí)際試驗(yàn)過(guò)程中，9組試驗(yàn)中漿液直至終凝狀態(tài)肉眼均未發(fā)現(xiàn)析水現(xiàn)象，印證了以上論述。

(4)影響因素對(duì)抗壓強(qiáng)度影響分析

結(jié)石體力學(xué)性能尤其早期的力學(xué)性能作為漿液能否在快速修建或快速修復(fù)作業(yè)中勝任的一個(gè)控制性指標(biāo)。為進(jìn)一步明確地聚合物注漿材料早期性能，對(duì)漿液充分拌和后4、8、12、16、20和24 h的結(jié)石體力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)對(duì)漿液結(jié)石體抗壓強(qiáng)度進(jìn)行正交分析，得到如圖3所示的各影響因素對(duì)結(jié)石體早期抗壓強(qiáng)度影響的趨勢(shì)圖，以及表9所示試驗(yàn)結(jié)果的極差分析結(jié)果。

表9 正交試驗(yàn)結(jié)石體24 h內(nèi)抗壓強(qiáng)度結(jié)果分析

由圖3可以看出，在24 h內(nèi)的各個(gè)時(shí)間段內(nèi)各因素對(duì)結(jié)石體抗壓強(qiáng)度影響規(guī)律基本一致，其中因素C(激發(fā)劑濃度)作為影響抗壓強(qiáng)度最為明顯的因素，與抗壓強(qiáng)度為正相關(guān)關(guān)系；其次因素A(礦渣替代率)為另一個(gè)對(duì)抗壓強(qiáng)度影響較為明顯的因素，同樣與抗壓強(qiáng)度呈正相關(guān)關(guān)系；因素B(激發(fā)劑模數(shù))對(duì)抗壓強(qiáng)度影響相對(duì)較小，但在不同的時(shí)間范圍以及影響程度之內(nèi)與抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)出不同相關(guān)關(guān)系，12 h內(nèi)基本呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，在12～24 h之內(nèi)，隨激發(fā)劑模數(shù)增大與抗壓強(qiáng)度先呈正相關(guān)關(guān)系，后呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；因素D(液固比)對(duì)抗壓強(qiáng)度影響也相對(duì)較小，在12 h之內(nèi)隨著液固比的增加，液固比與抗壓強(qiáng)度先呈正相關(guān)關(guān)系，隨后呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，在12～24 h之內(nèi)，隨著液固比的增加，液固比與抗壓強(qiáng)度呈一致負(fù)相關(guān)關(guān)系。根據(jù)表6可知，各因素對(duì)結(jié)石體抗壓強(qiáng)度的影響程度排序?yàn)锽

圖3 4個(gè)影響因素對(duì)結(jié)石體24 h內(nèi)抗壓強(qiáng)度的影響Fig.3 Effect of four factors on slurry compressive strength in 24 h

因素C(激發(fā)劑濃度)影響抗壓強(qiáng)度的機(jī)理與影響凝結(jié)時(shí)間的機(jī)理類(lèi)似，高濃度的激發(fā)劑既可以加快粉料的溶解也可以促進(jìn)反應(yīng)完全程度，但激發(fā)劑濃度不可無(wú)限制增大，否則容易造成閃凝現(xiàn)象；鈣離子增加,生成的富鈣連續(xù)相粘性較強(qiáng)，粘結(jié)各類(lèi)水化產(chǎn)物使得整體更為致密；激發(fā)劑模數(shù)越低，激發(fā)劑堿性越強(qiáng)，在反應(yīng)初期堿性越強(qiáng)，反應(yīng)越劇烈；激發(fā)劑所占比例越多，在反應(yīng)初期可充分包裹粉料，有助于反應(yīng)的進(jìn)行，但激發(fā)劑中的水玻璃成分可發(fā)生自收縮反應(yīng)，因此隨著反應(yīng)的進(jìn)行，過(guò)剩的激發(fā)劑則會(huì)影響結(jié)石體的強(qiáng)度。

(5)影響因素對(duì)抗折強(qiáng)度的影響

結(jié)石體的抗折強(qiáng)度同抗壓強(qiáng)度類(lèi)似，決定其表現(xiàn)的本質(zhì)在于最終的反應(yīng)產(chǎn)物和反應(yīng)程度。作為同一產(chǎn)物力學(xué)性能的兩個(gè)方面，在24 h內(nèi)各個(gè)因素對(duì)抗折強(qiáng)度的影響規(guī)律同對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律一致(見(jiàn)圖4和表10)，同時(shí)各因素的影響機(jī)理也同樣類(lèi)似。

表10 正交試驗(yàn)結(jié)石體24 h內(nèi)抗折強(qiáng)度結(jié)果分析Table 10 Orthogonal test result analysis of the flexural strength in 24 h

圖4 4個(gè)影響因素對(duì)結(jié)石體24 h內(nèi)抗折強(qiáng)度的影響Fig.4 Effect of four factors on slurry flexural strength in 24 h

(6)最優(yōu)配合比

綜合考慮各指標(biāo)要求和意義，以及各因素對(duì)材料性能的影響規(guī)律，可確定材料的最優(yōu)配合比：礦渣替代率為45%，改性水玻璃激發(fā)劑模數(shù)和濃度分別為1.5和75%，液固比為1.5。

3 討論

據(jù)前文所述，已有學(xué)者在利用地聚合物快凝早強(qiáng)優(yōu)勢(shì)作為注漿材料應(yīng)用方面上從不同角度進(jìn)行相關(guān)研究，期望獲得工作性能合適、結(jié)石體力學(xué)強(qiáng)度高的注漿材料。在所有性能指標(biāo)中，尤其是快速注漿加固作業(yè)要求中，結(jié)石體早期力學(xué)強(qiáng)度是最重要指標(biāo)之一。在既有的研究中，王健等[19]得到的堿激發(fā)地聚合物漿液結(jié)石體1 d抗壓強(qiáng)度最大為5.53 MPa，Zhang等[21]得到地聚合物漿液結(jié)石體 3 d 抗壓強(qiáng)度最大為5 MPa 左右。從結(jié)石體早期力學(xué)強(qiáng)度角度來(lái)講，本試驗(yàn)配比得到漿液4 h結(jié)石體抗壓強(qiáng)度可達(dá)12 MPa，具有一定程度上的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，本研究所述漿液終凝時(shí)間在60 min左右，其在快速注漿加固中的應(yīng)用存在一定的適用范圍和局限性。

本研究所述漿液性能指標(biāo)要求或配比無(wú)法滿(mǎn)足所有可能的快速修建注漿加固工況，可根據(jù)具體工程特點(diǎn)同時(shí)參考各因素對(duì)漿液性能的影響規(guī)律確定優(yōu)選的配合比。

4 結(jié)論

通過(guò)正交試驗(yàn)對(duì)地聚合物注漿材料在快速修建或快速修復(fù)中的適用性、超早期工作性能和力學(xué)性能進(jìn)行了研究，采用正交試驗(yàn)，利用極差分析對(duì)礦渣替代率、改性水玻璃激發(fā)劑模數(shù)及濃度和液固比對(duì)漿液工作性能及結(jié)石體力學(xué)強(qiáng)度的影響進(jìn)行了分析，得到的主要結(jié)論如下：

(1)綜合考慮漿液工作性能和結(jié)石體力學(xué)強(qiáng)度，建議最優(yōu)配合比為：礦渣替代率為45%，改性水玻璃激發(fā)劑模數(shù)和濃度為分別為1.5和75%，液固比為1.5。

(2)改性水玻璃激發(fā)劑濃度是影響結(jié)石體力學(xué)強(qiáng)度的最主要因素；液固比是影響流動(dòng)度最主要因素；礦渣替代率對(duì)漿液的流動(dòng)度、凝結(jié)時(shí)間以及結(jié)石體早期強(qiáng)度均存在較為顯著的影響；偏高嶺土基漿液體系本身具有很好的穩(wěn)定性。

(3)與傳統(tǒng)純水泥漿液相比，地聚合物注漿材料在快速修建或快速修復(fù)中具有很明顯的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在結(jié)石體具有相對(duì)較強(qiáng)的早期力學(xué)強(qiáng)度，同時(shí)該材料本身具有綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。