裂隙岩体注浆磁性浆液制备及性能研究

尚宏波; 王皓; 王晓东; 孙钧青; 孙洁; 陈思宇

doi:10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2025.0609

西安科技大学学报 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (06) : 1142 -1157. DOI: 10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2025.0609

裂隙岩体注浆磁性浆液制备及性能研究

尚宏波, 王皓, 王晓东, 孙钧青, 孙洁, 陈思宇

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摘要

针对裂隙岩体注浆浆液运移轨迹准确判识缺乏有效示踪材料的问题，开展磁性示踪浆液制备及性能研究。以硅酸盐水泥和水为基液，四氧化三铁（Fe₃O₄）、羰基铁粉(Fe（CO）₅)、钕铁硼(Nd₂Fe₁₄B)为磁性粒子制备磁性浆液，开展浆液性能正交试验，确定磁性浆液的最优配比，并采用SEM、XRD对最优配比下的磁性浆液微观结构进行分析。结果表明:3组最优配比分别为水灰比1.0、磁性粒子占比15%的Fe₃O₄磁性浆液;水灰比1.0、磁性粒子占比25%、纳米粒子占比15%的Fe₃O₄-Fe（CO）₅磁性浆液;水灰比1.0、磁性粒子占比20%、纳米粒子占比20%的Fe₃O₄-Nd₂Fe₁₄B磁性浆液;最优选择为水灰比1.0、磁性粒子占比25%、纳米粒子占比15%的Fe₃O₄-Fe（CO）₅磁性浆液，其浆液黏度为2 877.33 m Pa·s，沉降率为5.88%，磁感应强度为0.81 m T;磁性粒子的加入改善了水泥基液的微观结构，提高了其结构致密性，尤其是Fe（CO）₅磁性粒子的加入，使得Fe₃O₄-Fe（CO）₅磁性浆液内部结构更为紧密，浆液稳定性更好，验证了优选得到的Fe₃O₄-Fe（CO）₅磁性浆液的可靠性。研究结果可为裂隙岩体注浆浆液运移轨迹的判识提供示踪材料。