新型复合纤维堵漏水泥浆体系的研究与应用(2)

　　2.1水泥浆体系稠化性能

　　在基浆中加入复合纤维，进行水泥浆稠化试验，考察加入复合纤维后对水泥浆稠化时间的影响。水泥基浆配方：

　　2.1.1水泥593g+自来水+4%SWJ-3+0.2%SWJZ-1+0.18%SWH-1

　　2.1.2水泥382g+铁矿粉458g+自来水+4%SWJ-3+1.0%SWJZ-1+0.1%SWH-1

　　2.1.3水泥332g+铁矿粉664g+自来水+4%SWJ-3+1.0%SWJZ-1+0.12%SWH-1

　　纤维加入对水泥浆的稠化时间基本上没有影响，纤维本身是一种惰性材料，不参与水泥的水化反应，不会影响水泥浆的水化反应速度。纤维将会使水泥浆的稠度明显增加。主要因为：加入纤维使水泥浆体系中的分散相比例有所减少，降低了水泥浆中的游离水含量，摩擦阻力增大，所以表现为稠度增加。因此，水泥浆中堵漏纤维的加量控制在2%左右。

　　2.2水泥石强度性能

　　实验研究了复合纤维对水泥石强度和收缩率的影响，实验结果显示，水泥浆中加入复合纤维后，水泥石抗压强度与基浆相比有所降低，能减小水泥石体积收缩。加纤维的水泥石在压碎的情况下，其破碎带仍连接在一起，而未加纤维的水泥石脆性大，直接破碎。说明加入纤维后，水泥石的脆性减弱，韧性增加，抗冲击能力增强，在动荷载与冲击荷载作用下保持水泥石的整体性。

　　2.3水泥浆失水性能

　　从理论上分析，在水泥浆中加入不同尺寸的纤维后，纤维在水泥浆中迅速分散，减少了水泥颗粒间的空隙大小；当存在滤失介质时，在压差作用下，纤维在滤失介质处发挥搭桥作用，增强了滤饼致密程度，减小滤失，降低水泥浆的失水量，API失水均小于50ml，纤维均匀分布在滤饼上。

　　2.4水泥石抗渗透性能

　　复合纤维均匀分布在水泥石中并彼此相粘连起了“承托”骨料的作用，降低了水泥石表面的析水与集料的离析，降低了水泥石中直径大于100nm的孔隙含量，可以极大地提高水泥石的抗渗能力。测试表明，0.05%体积掺量的复合纤维水泥石比普通水泥石抗渗能力提高60～70%。

　　2.5水泥石抗冲击性能

　　纤维独特的表面处理工艺使得纤维可以和水泥基料紧密地结合在一起，粘联成为致密的、网状结构，有利于防止微裂的产生和发展，增强水泥石的韧性，极大地保持了水泥石的整体性，水泥石受到冲击时纤维吸收了大量能量，从而有效减少了集中应力的作用，阻碍了水泥石中裂缝的迅速扩展，增强了水泥石的抗冲击及抗震能力。实验表明，常规水泥浆水泥石在十几次冲击后破碎，而纤维水泥石经受73次冲击后只是四周有少许开裂脱落，整体依然由于纤维的增韧作用保持成型。

　　三、纤维堵漏体系的现场应用