矿井水害已经成为矿山建设和生产中的主要灾害之一。水灾害断链减灾的关键手段之一就是应用注浆工程对导水通道及空区、老隆进行治理。水泥液浆,以及速凝水泥浆材在矿山水害治理过程中有着广泛的应用。但是关于其凝结机理的研究往往还停留在理论分析的层次,不能为工程实际提供可靠的依据。注浆选取工业水泥,矿选尾砂,水玻璃速凝剂作为矿井水害材料配比的试验材料。首先,对材料进行了配比试验,获得了不同配比浆料的主要性能参数。分析了凝结时间与抗压强度这两个对水害治理注浆材料性能影响最大的这两个因素。其次,基于NMR技术对三种注浆浆体核磁共振T2弛豫特性以及孔隙率特性进行了研究。最后,在此基础之上探讨了三种配比的注浆浆料在不同龄期时其显微结构的特性和变化。通过实验发现双液注浆材料的凝结时间随着速凝剂掺量的增加而下降,达到一定程度后,速凝剂不再具有速凝效果。在试验配比范围内,当速凝浆及主浆体积比为0.5：1时凝结时间最短。速凝剂的掺入显著提高了双液浆的早期强度,但牺牲了浆料后期强度发展的潜力。速凝剂掺量的越高,注浆材料的强度也越低。通过注浆材料核磁共振横向弛豫时间的变化趋势,可以推断浆体中毛细孔隙逐步向更小的凝胶孔结构发展。这是由于随着水化反应的进行,水化产物不断生长填充了原有的孔隙造成的。其中纯水泥浆孔隙最小。速凝剂浆体中大孔隙向小孔隙演化的趋势最弱。尾砂的加入,延长了胶凝时间,但是其中的活性成分对注浆材料的后期水化有着一定作用。注浆浆体内部呈蜂窝状网格状结构,但是其网格结构差异显著。纯水泥浆体形成的结构最为致密,网格孔隙在10微米级。速凝水泥中,结构网格间孔隙以及网格结点尺寸都最大,达到了100微米级。注浆材料的抗压强度与其结构的致密程度相关,纯水泥浆料的结构随着水化反应的进行逐渐发展,而添加了速凝剂的浆料虽然能够取得较高的早期强度。但是,有水化反应所引起的结构生长则受到了阻碍。因此,其后期强度远不如纯水泥注浆材料。图58张,表9张,