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。     

裂隙岩体注浆结石体收缩变形与抗剪强度

为了提高裂隙岩体的力学性能,保证工程的质量和安全,采用水玻璃-水泥混合注浆液对裂隙岩体进行加固。通过直剪试验、显微镜实时观测试验,研究注浆结石体的强度与变形特性,以此评价水玻璃-水泥混合液作为注浆材料的可行性。试验结果表明,水玻璃-水泥混合注浆液有效的提高了裂隙岩体的力学性能。水玻璃-水泥注浆溶液不但改变了裂隙岩体的微结构、裂隙率和岩体的物质组成成分,使岩体的致密度和强度增加;而且注浆溶液在岩体结构面中凝固后对结构面进行填充加固,有效的提高了注浆结石体的黏聚力c,增强了注浆结石体抵抗外力破坏的能力。裂隙率对注浆结石体的强度影响显著,随裂隙岩体裂隙率的增加,注浆结石体(裂隙岩体与注浆材料经过物理化学变化后形成的结合体)的抗剪强度减小;在裂隙率相差不大时,裂隙岩体的裂隙条数对注浆结石体的抗剪强度有重大影响,随着裂隙条数的增加,注浆结石体的抗剪强度减小。在注浆结石体抗剪强度减少过程中,注浆结石体的黏聚力c不断减小,内摩擦角φ基本保持不变。注浆结石体在第12 d时达到最佳抗剪强度,而水玻璃-水泥质量比为1.3∶1注浆液工程性能最为理想,期最佳抗剪强度为6.243 MPa。     

碱激发粉煤灰-矿渣灌浆材料的流变性与流动性

采用Brookfield R/S plus流变仪和Marsh筒分别研究了碱激发粉煤灰-矿渣灌浆材料的流变性和流动性,并探讨了硅酸钠溶液模数和固含量、矿渣掺量的影响;采用灰色关联度分析法探究了流变性与Marsh流动性之间的关联性.研究表明:下端出口内径为10 mm的Marsh筒适用于碱激发粉煤灰-矿渣灌浆材料的流动性测试;碱激发粉煤灰-矿渣灌浆材料为流变性指数大于1的剪切增稠浆液,流变性与Marsh流动性存在经时突变性;当水玻璃模数为1.7、水玻璃用量为18%、矿渣掺量为10%时,浆液具有良好的工作性能;浆液Marsh流动度与浆液屈服应力和塑性黏度之间的关联度均大于0.8,关联性良好,其中在20 s~(-1)剪切速率时流变性与Marsh流动性的关联性最好,可采用Marsh筒法来检测评价浆液的流变性.     

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.     

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。     

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。     

运营期渗漏水隧道注浆材料适用性

根据运营期渗漏水隧道注浆治理对注浆材料的要求,研究普通硅酸盐水泥、水泥-水玻璃、超细水泥及聚合物水泥主要性能参数,设计开元隧道3个地质条件相似试验段,采用普通水泥、超细水泥及聚合物水泥进行现场注浆,通过雷达探测及现场工况进行注浆效果评估,结合注浆技术可行性、注浆效果及经济性,分析运营期隧道不同渗漏水条件下注浆材料适用性。研究结果表明:聚合物水泥浆液流动度、结石率及结石体强度较大,聚合物水泥浆液对含水构造渗漏水通道封堵密实;超细水泥适用于微孔隙及微裂隙渗水区域,聚合物水泥适用于裂隙密集渗漏水区或表面渗水区,普通水泥适用于空洞较大区域,水泥-水玻璃浆液适用于流量水压较大漏水区域。     

大掺量粉煤灰基多组分矿物掺合料的制备

为获得性能优良的混凝土矿物掺合料,采用正交试验法研究了一种新型的粉煤灰基多组分矿物掺合料,不添加强度激发剂,将粉煤灰、矿渣与天然矿物微粉进行配比优化和复合,产生超叠加效应,通过掺合料各组分之间的复合效应和粉磨效应,起到优势互补和更好的颗粒级配作用,从而获得性能叠加和成本降低的双重效果,试验结果表明：当粉煤灰基复合掺合料在水泥中的掺量为50％（质量分数）时,7d活性指数达56．26％,28d活性指数达76．6％,多元胶凝粉体的标准稠度需水量降低,而混凝土的坍落度与强度提高。     

矿物掺合料对低水胶比水泥基材料塑性开裂的影响

为了解矿物掺合料对低水胶比水泥基材料塑性开裂的影响,本文采用了平板约束法和图像分析技术进行研究,结果显示:掺入粉煤灰或矿渣能够有效增强低水胶比水泥基材料的抗塑性开裂能力,从而显著降低开裂风险,预防塑性开裂;而硅灰的掺入则会明显促进低水胶比水泥基材料塑性开裂,使裂缝面积及宽度大大增加。     

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。     

南疆硫酸盐渍土地区高性能混凝土抗侵蚀干湿循环试验研究

在矿物掺合料的掺量为30%情况下,分析粉煤灰、矿渣粉、水胶比对硫酸盐侵蚀性能的影响,结果表明:矿物掺合料能明显改善混凝土抗硫酸盐侵蚀的性能;对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能改善效果方面,粉煤灰略优于矿渣粉;水胶比对混凝土抗硫酸盐侵蚀性的影响明显,水胶比越小,试件的抗压强度折损系数越高、质量损失率越小,混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能越好;反之,水胶比越大,混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力越差。     

外加剂对碱激发粉煤灰/矿渣胶凝材料早期性能的影响

为寻找适合碱激发粉煤灰/矿渣复合体系的外加剂,研究了6种不同外加剂对碱激发粉煤灰/矿渣复合体系早期性能的影响。结果表明,无机外加剂氯化钡能够有效延长凝结时间,且同时能改善浆体流动性,使样品微观结构更加致密,抗压强度提高;葡萄糖酸钠、聚羧酸和木质素磺酸钠能稍微延长凝结时间和改善流动性,但改善效果不明显;引起剂十二烷基三甲基氯化铵,十二烷基聚氧乙烯醚能有效延长凝结时间,但浆体流动性变差,气泡引入使得抗压强度下降。碱激发粉煤灰/矿渣的反应产物主要为无定型态与少量铝托贝莫来石,掺入不同外加剂不会改变样品的晶相组成。     

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。     

硅铝质掺合料对含石灰石组分水泥基材料硫酸盐侵蚀的影响

通过腐蚀试验后试件的外观形貌和强度变化、腐蚀物相分析,研究较低环境温度下硅铝质掺合料对含石灰石组分水泥基材料硫酸盐侵蚀的影响。结果表明：随着硅铝质掺合料掺量的增加,含石灰石粉硅酸盐水泥试件外观完整性明显提高,强度损失率逐渐降低;当硅铝质组分掺量为15%、30%时,矿粉对含石灰石组分水泥基材料抗硫酸盐侵蚀的改善作用明显优于相同掺量的粉煤灰;硅铝质组分能够延缓较低环境温度下含石灰石粉硅酸盐水泥的硫酸盐侵蚀,抑制腐蚀物相碳硫硅钙石的生成。     

再生混凝土早期抗开裂性能试验研究

采用刀口约束法试验,研究了再生粗骨料取代率及粉煤灰、矿粉的掺量对再生混凝土早期抗开裂性能的影响.以单位面积平板上的总开裂面积为主要指标评价了试件的抗开裂性能.研究表明,随着再生粗骨料取代率的增加,试件总开裂面积逐渐增大;取代率为100%的再生混凝土试件的总开裂面积是普通混凝土试件的1.5倍左右.掺入粉煤灰可以有效改善再生混凝土的抗开裂性能,当粉煤灰掺量达到30%时,试件的总开裂面积相比不掺矿物外加剂的对照组下降了72.1%.矿粉对于再生混凝土开裂面积的抑制作用不及粉煤灰有效,但其有助于减小裂缝分布的离散性.     

半柔性路面用地聚物砂浆配合比设计

以粉煤灰为主要原料,矿渣微粉为掺加剂,水玻璃(Na₂O·nSiO₂)和氢氧化钠为复合激发剂,标准砂为细集料,通过正交实验进行配合比设计,运用极差和方差分析流动度、凝结时间、泌水率、抗压及抗折强度、收缩膨胀率的影响规律,在常温条件下制备半柔性路面用地聚物砂浆.实验结果表明:半柔性路面用地聚物砂浆配合比的水胶比为0.45~0.50,砂胶比为0.2,矿渣微粉取代率为0.3,碱激发剂掺量为0.14~0.17.     

不同矿物掺合料对轻骨料混凝土抗碳化性能的影响

利用Ⅱ级粉煤灰、超细粉煤灰、磨细矿粉以及钢渣粉等量取代水泥,制备了轻骨料混凝土．并采用加速碳化试验和混凝土孔溶液pH值测试技术,研究了其碳化特性,分析了不同矿物掺合料对轻骨料混凝土抗碳化性能的影响机制．研究结果表明,掺II级粉煤灰和钢渣粉的试样各龄期碳化深度均高于基准样,且不同深度处的混凝土孔溶液pH值也低于基准样;而...     

矿物掺合料和再生骨料对再生混凝土工作性的影响

实验利用废弃混凝土制作再生骨料混凝土,并分析了再生骨料的种类、取代率、粉煤灰、矿粉等矿物掺合料的掺量等因素对再生混凝土工作性的影响.结果表明:颗粒整形再生粗骨料混凝土的用水量接近于天然骨料混凝土;颗粒整形再生细骨料混凝土的用水量高于天然骨料混凝土;粉煤灰、普通矿粉、超细矿粉、硅灰等矿物掺合料能明显改善混凝土的坍落度、和易性;颗粒整形再生粗、细骨料的各项性能指标已经接近天然碎石.