水泥-膨润土浆液配比及适用性研究

水泥浆液中掺加膨润土,有利于改善注浆时出现浆液回浓快、吃水不吃浆等问题.其性能的改善受控于膨润土掺量和水固比,而析水率、流动度、终凝时间是评价浆液注浆性能优劣的主要指标点.因此,进行了膨润土掺量和水固比对水泥-膨润土浆液析水率、流动度、终凝时间的影响性分析.得到如下结论:不同膨润土掺量的浆液流动度均随水固比增加而增加,相同水固比对应浆液流动度随膨润土掺量增加而降低;膨润土抑制水析出的效果,在水固比达到一定值后开始下降;不同水固比下的终凝时间,随着膨润土掺量的增加,其终凝时间是先增加后下降的.     

铜尾矿改性水泥基地聚合物注浆材料性能与机理分析

为促进岩土工程绿色发展,提高尾矿资源化利用效率,选取铜尾矿制备铜尾矿改性水泥基地聚合物注浆材料,研究水固比、铜尾矿掺量、碱激发剂用量及碱激发剂模数对改性浆液各性能指标的影响规律及微观机理。研究结果表明：掺入尾矿有利于改善改性浆液力学性能,掺入碱激发剂能提高改性浆液整体的反应程度,减小改性浆液析水率;综合考虑各项性能指标,选取改性浆液最佳配比,即水固比为1.0,铜尾矿掺量为30%(质量分数,下同),碱激发剂用量为4%,碱激发剂模数为1.6;相较于纯水泥浆液,改性浆液最佳配比黏度减小11.1%,流动度增大22.3%,析水率减小29.7%,28 d结石体抗压强度仅减小9.5%,耐久性能良好;改性浆液发生地聚合物反应形成了具有三维空间网状结构的C-A-S-H凝胶和N-A-S-H凝胶等胶凝物质。本研究成果可为岩土工程提供高性能低成本的注浆材料,同时还将为尾矿等固废材料资源化利用提供参考。     

煤矿开采覆岩离层注浆浆液配比优化试验研究

覆岩离层注浆充填技术是一种煤矿绿色开采新技术,能有效控制离层上方的地表沉陷,对保护地表建筑物安全及生态环境稳定具有重要意义。为了探究离层注浆浆液最优配比,本文选取水固比、固相比、水玻璃掺量和悬浮剂掺量四个浆液性质的主要影响因素,采用正交试验和单因素试验的方法探究各因素对浆液的比重、粘度、析水率和结石率的影响。试验结果表明,水固比是控制浆液性质的主控因素。其他影响因素中,固相比对粘度影响较大,水玻璃掺量对析水率、结石率影响较大。单因素实验中,各电厂粉煤灰浆液随水固比减小,浆液析水率减小,结石率增加,粘度增加,即浆液中粉煤灰质量比越大,浆液稳定性、填充效果越好,但扩散半径越小。随着水固比减小,达到某一水固比值后,浆液粘度将显著增大。不同电厂粉煤灰浆液性质不相同,因此在注浆前对拟用粉煤灰进行试配是必要的。     

掺膨胀剂水泥-黏土浆体膨胀性能的试验研究

针对传统水泥灌浆材料析水率较大、固相体积收缩,导致地基加固质量下降的问题,以黏土为掺合料,硫铝酸钙类膨胀剂为主要添加剂,采用正交试验研究改性水泥浆体的膨胀性能,探讨了水固比、黏土掺量、水玻璃掺量和膨胀剂掺量对浆体限制膨胀率的影响,得到了注浆浆体最佳配合比.研究结果表明:加入一定比例的黏土、水玻璃和膨胀剂可以提高水泥浆体的膨胀率.限制膨胀率随龄期先增大后减小.水固比对限制膨胀率的影响最大,其次是膨胀剂掺量.限制膨胀率随水固比的增大而减小,随膨胀剂掺量的增大而增大.水固比0.6、黏土掺量15%、水玻璃掺量2%和膨胀剂掺量为12%时为工程应用的参考配合比.     

改性水泥注浆液的性能及其在巷道加固中的应用

水泥注浆可以有效控制巷道变形,但可注性较差。为了解决这一问题,向水泥中添加一种外加剂。通过对不同配比改性浆液做流动度、黏度、凝结时间、析水率和抗压强度试验,得到当外加剂掺量(质量分数)为5%,水灰比为0.5时,浆液的可注性和注浆质量均较好,满足施工要求。将试验结果应用到某矿1110巷道加固工程中,结果表明改性浆液能有效控制巷道变形,提高巷道支护的稳定性,大幅度减少巷道返修率。     

水玻璃对水泥—粉煤灰浆液注浆性能的影响试验研究

水玻璃是一种常见的速凝剂,在岩土工程中得到广泛应用。使用水泥与粉煤灰浆液进行注浆施工,具有节约成本、低碳环保的重要意义。本文在室内试验的基础上,研究不同掺入量的水玻璃对水泥—粉煤灰浆液在抗压强度、凝结时间、流动度等方面的影响。研究结果证明,水玻璃掺入量在3%时,才能使浆液的注浆性能达到最佳状态。     

大掺量粉煤灰注浆充填材料试验研究

为了解大掺量粉煤灰的水泥粉煤灰注浆材料的物理力学性能，通过室内试验，探讨了在大掺量粉煤灰情况下，不同水灰质量比，固相质量比及不同外加剂用量与硬化体抗压强度，浆体凝结时间，流动度、粘度、结石率之间的相互关系，试验表明，随粉煤灰掺量的增加，硬化体抗压强度、浆体流动度降低，而凝结时间延长，结石率和粘度增大；硬化体早期强度较低，后期强度有较大增长（120d后仍有所增长）；适量水玻璃的掺入（水玻璃占水泥质量分数不大于3％）使凝结时间缩短，结石率增大，但导致硬化体抗压强度降低，浆体流动性变差；浆体凝结时间较长，水灰质量比（0．7－1．0）：1．0，粉煤灰掺量质量分数为60％－90％时，初凝一般大于12h，终凝一般大于20h。     

水泥基注浆材料若干问题探析

就水泥基注浆材料中W／C的选择、浆液凝结时间调控、结石强度和耐久性问题进行了试验与探讨，并通过SEM图像从水泥基注浆材料结构上的差异进行了解释，同时提出水泥浆选材用材的建议。     

锂土改性水泥-水玻璃浆液的试验

锂基膨润土（简称锂土）具有吸水能力强、吸附能力好、悬浮性能高等优点,有望弥补水泥-水玻璃（cement-sodium silicate,CS）浆液易离析、凝胶时间调节精度有限等缺陷。为查明锂土对CS浆液性能的影响,以质量比为0%,5%,10%,15%,20%,25%和30%的锂土替代CS浆液中的水泥,考察了锂土对CS浆液的表观黏度、析水率、凝胶时间、早期抗压强度和水化产物的影响,得到了最优配合比。试验结果表明,锂土增加了浆液的表观黏度,有效降低了CS浆液的析水率,提高了浆液稳定性;在锂土掺量为10%以内时,可以缩短浆液的凝胶时间,而在锂土掺加20%左右时,可以提高浆液的早期强度。可见锂土能有效弥补CS浆液的缺陷。X射线衍射结果表明,锂土未改变CS浆液的水化产物类型。     

水泥/粉煤灰碱改性对废弃粉质土砂配制盾构壁后注浆性能的影响

盾构废弃粉质土砂矿物组成复杂、泥质含量高,易引起水化反应不彻底及团聚现象,导致浆液性能的劣化,然而,使用废弃粉质土砂配制壁后注浆浆液,替换商品砂比例只能在30%-40%左右才能满足现场及通用指标要求。本论文依托实际工程现场开展高掺量废弃粉质土砂部分替换商品砂(60%)配制壁后注浆实验,分析水泥及粉煤灰碱改性策略对高掺量废弃粉质土砂壁后注浆浆液性能影响规律。结果表明,当改性水泥替换比例不超过50%时,对粉质土砂壁后注浆具有积极的影响,可以在缩短凝结时间和降低泌水率的同时,使流动度与抗压强度依然符合通用指标；改性粉煤灰相较于改性水泥对浆液的影响比较小,但在小幅降低浆液抗压强度的同时,仍可以有效缩短浆液的凝结时间和泌水率。分析原因在于,水泥进行碱性改性,加速了水泥的水化反应,进而可以缩短浆液的凝结时间且对于用水量也会有所影响,进而也会影响浆液的流动度以及稠度；而粉煤灰减改性则破坏了粉煤灰中莫来石和石英原本有序的玻璃相结构,虽然后期产生的C-A-S-H(水化硅铝酸钙)对力学性能有一定的影响,但由于粉煤灰转化为沸石样物质的原因,仍然可以优化浆液的凝结过程及用水量。     

合肥地铁盾构施工浆液配比优化试验研究

盾构施工中同步注浆即通过注浆泵及注浆管将浆液材料填入盾尾间隙,同步注浆材料是决定注浆成败的关键因素之一,直接影响注浆成本、注浆效果、注浆工艺等。针对目前有关膨胀土层同步注浆浆液配比研究缺失这一问题,基于合肥特殊的工程地质条件,以合肥地铁1号线工程中使用的浆液材料为研究对象,通过室内试验,采用单因素与正交设计相结合的试验方法,对浆液材料水泥、粉煤灰、砂、膨润土、水不同配比下浆液的析水率、抗压强度、黏度、结石率进行极差分析。结果表明:同步注浆的配比是影响浆液抗压强度和析水率的关键指标,并提出了适合膨胀土地层条件下地铁盾构同步注浆浆液的优化配方,对类似地层条件下浆液配比的选取具有参考价值。     

水泥-水玻璃双液注浆材料工程性能及孔隙结构

水泥-水玻璃双液注浆材料由于其凝胶时间短、早期强度高、材料经济且来源广泛等诸多优点,而被大量用于工程注浆堵水中.通过黏度试验、凝胶时间试验、线膨胀试验与低温氮气吸附试验,深化了对双液注浆材料基本性能的认识,同时结合试验结果提出最优双液注浆材料配合比.凝胶时间试验表明,在水泥掺量增加、温度升高的过程中,浆液的凝胶时间从148~367s减少到71~211s;黏度试验表明,由20℃升温到50℃时,黏度从10.39~178.57m2/s非线性降低到6.84~83.58m2/s,浆液表现出明显的非牛顿流体的特性;浆液结石体低温氮气吸附条件下,浆液孔径分布在2~10nm,浆液孔隙分布均匀,不易发生渗漏现象;凝固后的浆液结石体线膨胀系数在30℃到60℃有下降趋势,但浆液仍表现为热膨胀性,而在大于70℃时线膨胀系数变为负值,浆液结石体出现收缩性质.     

后张预应力高性能封锚材料试验研究

后张预应力封锚材料的流动度与凝结时间是影响封锚、灌浆施工的关键因素.以试验为基础,研究了聚羧酸高效减水剂、硫铝酸盐水泥、缓凝剂掺量变化以及水胶比变化对后张预应力封锚材料制备的浆液流动度与凝结时间的影响.试验结果表明:在水胶比0.28,聚羧酸减水剂掺量0.30%,缓凝剂掺量0.5%和硫铝酸盐水泥掺量15%的条件下可达到封锚施工需要的较好的流动度和压浆施工需要的适宜的凝结时间.     

改性水泥-水玻璃注浆材料防渗性能试验研究

为了使水泥-水玻璃注浆材料在注浆中得到更广泛的应用,通过室内配比试验和扫描电镜分析对5%膨润土掺量下水泥-水玻璃体积比和粉煤灰掺量对水泥-水玻璃(C-S)浆液性质的影响进行研究,并开展现场试验对该改性浆液的防渗性能进行了研究。结果表明:(1)改性C-S双液的凝胶时间有所延长,且凝胶时间随着C-S体积比的增大而缩短、粉煤灰掺量的增大而延长;(2)浆液结石体的抗压强度和抗折强度都随C-S体积比的增大都呈现先增大后减小的趋势并在体积比约为2时达到最大,浆液结石体的抗压强度随粉煤灰掺量的增大而降低,结石体7 d抗折强度随着粉煤灰掺量的增加先增加后减小,试验条件下,粉煤灰掺量为25%取得最大抗折强度;(3)通过扫描电镜对结石体微观结构分析得出,粉煤灰掺量为25%、C-S体积比为2的配比下水泥的水化反应最充分,粉煤灰的微集料反应发挥最佳;(4)通过现场防渗试验验证了研发浆液材料的防渗性能满足规范要求。改性C-S浆液较好地结合了几种材料的优点,建议采用的材料配比为25%粉煤灰、5%膨润土、70%水泥,C-S体积比为2。     

钢渣对磷酸盐水泥基材料性能的影响机制

研究了利用钢渣制备磷酸镁水泥基材料的可行性,分析了钢渣对磷酸盐水泥基材料的凝结时间、水化特性、力学性能及微结构的影响机制.结果表明:钢渣对磷酸盐水泥性能的作用规律与粉煤灰相似.掺10%钢渣时,因钢渣引入的CaO及水化生成的氢氧化钙,使得磷酸盐水泥凝结硬化加快,且钢渣自身硬度在一定程度改善了硬化水泥浆体抗压强度;随钢渣掺量增加,起胶结作用的水化产物减少,整个体系孔隙增加、结构疏松,游离氧化钙还会使磷酸盐水泥基材料性能出现劣化.钢渣掺入在浆体中并未观察到新的水化产物,但较高掺量下体系微裂纹增多.     

水泥-水玻璃浆液在圆砾层的扩散规律

基于浆液在孔隙介质中的渗流方程,推导出了圆砾层中浆液流动时间、注浆量、扩散半径的计算式,并在一定的假设条件下,获得了水泥-水玻璃浆液粘度随时间变化的规律,探讨了不同注浆压力和浆液流动时间对浆液扩散半径的影响.浆液扩散半径随注浆压力的增大呈非线性增大,随浆液流动时间的增大呈非线性减小.圆砾层防渗注浆工程实例验证了圆砾层双液注浆计算式的正确性.     

SS-1型可控水泥浆液的研制

着重阐述了可控注浆浆液的现状、可控水泥浆液护壁堵漏机理与适用条件,得出了SS-1型可控水泥浆液的组份构成,进行了SS-1型可控水泥浆液的性能分析.SS-1型可控水泥浆液是一种适合于钻孔注浆、大坝注浆、基础工程和地基处理注浆等工程的浆液,它价格低廉,配制方便,性能可控.     

水泥类注浆液性质研究

水泥是较便宜的注浆材料,其固结性能良好,结石强度高,无毒性,是目前应用最广泛、用量最大的注浆材料。在实际工程中水泥类浆液一般分为纯水泥浆液与水泥-水玻璃浆液。目前在进行浆液配制时最常用的是普通硅酸盐水泥,该文也将只就此类性水泥浆液进行研究。     

石膏对不同窑型水泥性能的影响

通过对水泥物理性能和泌水性的测定，研究了二水石膏对不同窑型水泥性能的影响．研究结果表明，二水石膏对不同窑型水泥的凝结时间的影响类似，对立窑熟料的敏感性要大于回转窑熟料．当二水石膏掺量达到一定量后，石膏的缓凝作用开始表现出来，水泥的凝结时间正常，随着二水石膏掺量的增加，三种水泥泌水性呈增大趋势．石膏掺入量在3％～4％可以获得较高的3天和28天抗压强度，在合适的二水石膏掺入量下，混合水泥的泌水性和抗压强度均明显高于加权值，略低于回转窑水泥．     

新拌纳米偏高岭土水泥浆流变性

为了探明纳米偏高岭土(NMK)对新拌水泥浆流变性能的影响,采用流变仪开展了水胶质量比(0.40、0.45、0.50)和减水剂(SP)影响下,掺加不同质量分数(1％、3％、5％、10％、15％)NMK水泥浆流变试验,得到了表观黏度、屈服应力、塑性黏度等流变参数,探讨了NMK掺量对水泥浆流变性的影响规律;基于修正Krieger-Dougherty模型预测了NMK水泥浆黏度;并建立了流动参数与流变参数之间的关系.结果 表明:随NMK掺量增加,表观黏度、屈服应力和塑性黏度增大,流动度降低;水胶质量比0.50,掺质量分数15％ NMK水泥浆的屈服应力、塑性黏度较普通水泥浆分别增大约6倍和9倍,流动度降低约50％.NMK导致水泥浆内部絮凝结构增加,触变性增大.修正Krieger-Dougherty模型所预测低掺量(质量分数＜3％)NMK水泥浆黏度与试验值吻合良好;流动度与黏度、屈服应力、塑性黏度间均存在幂函数关系.