膨胀复合浆液的物理力学性能试验研究

目前普通硅酸盐水泥浆液是水利工程中最常用的注浆加固材料,针对其存在流动性差、析水率高、结石率低、结石体强度低、抗渗性能差等问题,采用单因素控制变量法和正交试验法,对制备的不同配合比的水泥基膨胀复合浆液进行黏度、密度以及结石体力学性能试验。试验结果表明:掺加粉煤灰可以增加浆液的和易性和流动性;掺加膨润土可以提高浆液的结石率和稳定性,同时降低浆液的析水率;掺加粉煤灰和膨润土的浆液流动性和结石率性能都有所改善,但是前期结石体强度较低,而后期强度主要靠粉煤灰的水化作用进行补充;水泥浆液掺加适量的膨胀剂对结石体的膨胀影响较大,并且可以提高结石体的抗渗性能。合理选择和控制粉煤灰、膨润土和膨胀剂掺量,可以明显改善和提高注浆效果。     

采空区超细粉煤灰注浆充填材料正交试验及回归分析

注浆法处理煤矿采空区,浆材的选择至关重要。通过正交试验的方法,测试大掺量超细粉煤灰条件下水泥粉煤灰注浆材料的各项物理力学性能,讨论了不同水固比、固相比、水玻璃掺量对浆液凝结时间、析水率、结石率以及不同龄期无侧限抗压强度的影响。结果表明:水固比对浆材各项性能的影响最为显著,固相比其次,水玻璃掺量最小;各配比浆液结石体28 d的抗压强度一般＞1 MPa,且后期强度仍持续增长,90 d强度较28 d强度提高了60%以上。通过曲线拟合的方法,得出抗压强度随配比的回归公式和随龄期的预测公式,为工程注浆施工提供参考依据。     

超细粉煤灰水泥浆液可注性试验研究

超细粉煤灰作为电厂废弃物具有分布广、细度模数小的特点,将其掺入水泥中配制成超细粉煤灰水泥浆液,可以提高浆液的流动性和可注性。以水灰比、超细粉煤灰掺量和水玻璃掺量为主要因素进行正交试验,测定了所配浆液的胶凝时间、黏度、结石率等物理性能指标,并对结果进行极差分析、方差分析和回归分析;研制出一种新型胶凝时间可控的超细粉煤灰水泥浆液,并回归出胶凝时间预测公式;对所配浆液进行可注性模型试验。结果表明:在水灰比为0.8、超细粉煤灰掺量为70%、水玻璃掺量为15%时,超细粉煤灰水泥浆液具有良好的胶凝时间和黏度,与普通水泥浆液相比具有更好的可注性。     

超细水泥及掺加硅粉浆材试验研究

采用MCM方法对普通525号硅酸盐水泥进行研磨得到超细水泥，这种水泥不但保留了普通硅酸盐水泥的各种优良性质，还大大提高了浆液的可灌性，是一种具有很高使用价值的新型灌浆材料．在超细水泥中掺加硅粉后，其浆液稳定性增加，在灌浆过程中有助于提高浆液流动性，灌浆结束后还能增进浆液结石的均匀性和提高浆液充填空隙的饱满度，因而对提高灌浆质量非常重要．本文对超细水泥及其掺加硅粉装材的性能进行了初步探讨．     

膨胀土-超细水泥-粉煤灰灌浆材料性能试验研究

为满足膨胀土地区输水渠边坡裂缝灌浆材料对流动性、稳定性和安全性的要求，利用当地弱膨胀土作为稳定剂，结合超细水泥与粉煤灰制备复合型灌浆材料，开展了复合浆液黏度、析水性、结石体强度和密度特性的试验研究。探究了不同水固比和材料配比对灌浆材料性能影响规律，结合SEM图像分析了结石体的微观结构，最后通过室内模拟试验探讨了灌浆后浆-土界面胶结情况。结果表明：固体材料中，膨胀土质量占比介于30%～70%、粉煤灰介于12%～24%之间时，水固比为1.0的浆液兼具良好的流动性和稳定性；降低水固比、提高膨胀土掺量可降低复合浆液析水率，改善浆液稳定性，添加粉煤灰能改善浆液流动性；灌浆后，浆液水分向土体渗透，伴随胶结物质迁移，在浆液和土体界面形成过渡层，有利于两者的黏结。研究结果可为膨胀土输水渠边坡裂缝灌浆材料的选取提供科学依据。     

硅粉水泥固化土变形特征试验研究

以内蒙古河套平原粉质黏土为研究对象,将硅粉作为水泥土的外掺剂,研究当水泥掺量为6%、8%,硅粉掺量为1%、2%、3%、4%、5%时,水泥固化土的变形特征。无侧限抗压强度试验结果表明:当水泥掺量相同时,适量的硅粉可以提高水泥土的强度,随着硅粉掺量的增加水泥土抗压强度呈现增长趋势,水泥土的破坏形态表现为塑性剪切破坏;随着硅粉掺量的增加,水泥土应力—应变关系曲线的应力峰值及残余强度增大;硅粉掺量相同条件下,随着水泥掺量的增加,水泥土试件的破坏应力和破坏应变均逐渐增大。     

裂隙岩体加固浆材的试验研究

以裂隙岩体的注浆加固材料为研究对象,对“超细水泥-粉煤灰-膨润土-生石灰-水玻璃”浆液的固化反应加固机理进行了可行性分析,并针对浆液的渗透性、黏度、结石率以及结石体的抗压强度、耐久性等因素进行了室内试验（正交试验和耐久性试验）研究;详细分析了浆液及结石体的物理化学特征,给出了浆材的最佳配比及相应的性能指标。通过煤层底板注浆加固试验,验证了浆材对裂隙岩体加固的可行性,并取得了良好的治理效果。该类浆液与水泥类及一些常见的化学类浆材相比,具有价廉、储存方便、且无毒无污染的优点。     

高抗硫酸盐水泥稳定浆液的研究与应用

以高抗硫酸盐水泥浆液为研究对象,研究了膨润土、羟丙基甲基纤维素、LA分散剂以及减水剂对浆液性能的影响,得出了漏斗粘度低、析水率小和结石体强度满足设计要求的高抗硫酸盐水泥稳定浆液配方。试验表明:通过添加膨润土和羟丙基甲基纤维素可以降低浆液的析水率、增加浆液的粘度,添加减水剂虽然降低了浆液的漏斗粘度,但是增大了浆液的析水率,而且伴有分层现象发生,而添加LA新型分散剂可以降低浆液的漏斗粘度,且不会增大浆液的析水率。     

高掺量矿渣砂浆的力学强度、耐久性及生态效率评价

为充分发挥矿渣混凝土的绿色环保的优点,加快高掺量矿渣混凝土的应用,使用矿渣取代80%水泥制备了矿渣生态砂浆,利用硅粉作为基本性能调控材料,研究了硅粉掺量与矿渣砂浆力学和耐久性能的关系,并评价了矿渣砂浆的生态效率。研究结果表明,硅粉有助于缓解高掺量矿渣砂浆的缓凝问题,在10%硅粉掺量下,矿渣砂浆的凝结时间与基准组相近。另外,硅粉可显著改善矿渣砂浆的力学强度和耐久性,在最优掺量组 (5%)中,矿渣砂浆的28 d抗压强度和抗折强度均高于基准组。矿渣与(2.5%~10%)硅粉复掺时,砂浆的毛细吸水率降幅为8.83%~26.81%,电通量降幅为5.28%~36.87%。本研究通过使用矿渣和硅粉共同取代80%水泥,有效改善了矿渣砂浆的基本性能,提升了其生态效率,可为矿渣生态混凝土的应用与发展提供理论依据。     

复掺粉煤灰、磷渣和硅粉对砂浆脆性的影响

根据正交设计法,利用L9(34)正交表安排试验,研究复掺粉煤灰、磷渣和硅粉时,掺和料种类和掺量对砂浆脆性的影响.结果表明:当采用硅粉掺入水泥胶砂等量替代磷渣粉和粉煤灰时,可以降低脆性系数,并且提高抗压强度;粉煤灰和磷渣混掺入水泥胶砂时,两者最佳掺量为35%和20%,可使脆性系数变得很小,而强度值却没有变小;当磷渣、粉煤灰分别和硅粉双掺入水泥胶砂等量替代水泥时,其脆性降低,90 d抗压强度值却没有降低,且在相同脆性系数条件下其抗压强度增大.     

硅粉混凝土性能的试验研究

本文主要介绍硅粉混凝土性能试验研究成果。试验结果表明,硅粉含有大量无定形二氧化硅,比表面积特大,颗粒极细,具有良好的火山灰性质和微粒填充效应。因此,硅粉能明显改善新拌混凝土的流变性,不离析,几乎不泌水。掺用硅粉后,使新拌混凝土的坍落度明显减小,故必须掺用高效减水剂才能保持与不掺硅粉的有相同流动度。掺硅粉能提高混凝土抗压强度33～58%,其提高幅度随硅粉掺量的增加而加大,但硅粉掺量不宜超过20～30%。硅粉混凝土的抗拉强度和极限拉伸变形都比不掺的提高12～14%,但干缩变形随硅粉掺量的增加而增大,特别是早期干缩较大,故应十分注意其早期湿养护。硅粉的掺入还能使混凝土中大孔减少,超微细孔大量增加,从而改善了混凝土的结构,使硅粉混凝土的抗渗性、抗冻性、抗钢筋锈蚀及抗化学侵蚀性都有明显提高,并能抑制碱骨料反应。另外,硅粉混凝土的抗空蚀性、抗冲击性比不掺硅粉的都有不同程度的提高。     

掺合建筑垃圾微粉混凝土的性能研究

针对建筑垃圾微粉的资源化处理,将粒径小于0.16mm的建筑垃圾微粉作为混凝土的掺合料,按照0%、5%、10%、15%、20%的比例取代水泥制作混凝土,对其进行抗压强度、抗折强度、抗渗性、淡水冻融循环、人工海水冻融循环试验来对其作为掺合料的对混凝土性能影响进行研究。研究表明:随着微粉掺加比例的增加,混凝土强度降低;在5组微粉掺量不同的试验组中,掺加比例为5%时的混凝土抗折、抗渗、抗冻性能较优;减水剂的加入有效改善了掺量较大时混凝土性能下降的问题;将建筑垃圾微粉作为混凝土掺合料具有环保和经济意义。     

双掺钢纤维和硅粉混凝土抗压性能试验研究

在钢纤维混凝土中掺入硅粉可以生成凝胶,从而增加钢纤维与混凝土之间的黏结力,优化其抗压性能。选用掺合料为钢纤维,变换不同含量的硅粉,分别测定硅粉掺量为5%~20%混凝土的抗压强度,确定最佳组合。研究结果表明,双掺钢纤维和硅粉能有效提高混凝土抗压强度;在掺入0.8%钢纤维的前提下,混凝土强度会随着硅粉掺量的变化而变化,最佳掺量为10%。     

低水灰比的普通水泥浆外加剂的研究

通过在低水灰比普通水泥浆中掺入外加剂的方法,减小浆体的流动阻抗,可获得一种稳定的、具有高流动度的浆体,并能提高其结石强度和抗渗性。这种浆液适用于大面积普通岩体裂隙固结和防渗帷幕灌浆,对提高灌浆质量和耐久性十分有利。本文里所试验的两种外加剂,用量仅为水泥重量的0．７％,即可使Ｗ／C＜1∶1的浆体粘度降低７0％以上,使水泥结石抗压强度提高２倍多,抗渗强度提高约３倍     

压滤作用对水泥浆液结石强度影响研究

水泥浆液结石体抗压强度是评价灌后被灌岩土体力学性能、耐久性等灌浆效果的重要因素,也是水灰比、浆液级配、屏浆时间等施工参数选择的重要依据。压滤效应贯穿整个灌浆过程,对浆液结石体抗压强度影响显著。目前业内主要采用的室内成模强度测试方法忽略了灌浆压力、排水条件、地质条件等因素对浆液结石体的影响,不能反映压滤效应在灌浆过程中的作用,难以获得不同压滤强度作用下水泥浆液的凝结过程和结石体的最终抗压强度。为分析压滤效应对灌浆效果的影响,本文以系列室内试验和构建的水泥硬化浆体结构为基础,建立了水泥浆液结石体抗压强度的计算模型,分析了不同条件下的压滤作用效果,结果表明:经压滤作用后水泥浆液结石体强度均有不同程度的提高,约为不考虑压滤效应结石体强度的2～5倍;强压滤作用下浆液水灰比对结石体强度影响不大;不同水灰比浆液的最终抗压强度与压滤强度的对数成线性关系。     

粉煤灰掺量对软弱坝基灌浆结石体力学特性影响

为分析粉煤灰掺量对软弱坝基灌浆结石体力学特性影响,分别对不同粉煤灰掺量灌浆结石体进行单轴抗压强度试验。结果表明:掺入粉煤灰和减小水灰比均能延长结石体初凝时间;不同水灰比下,粉煤灰最优掺量均为5%,粉煤灰掺量为5%时,灌浆结石体抗压强度和变形模量最大;粉煤灰掺量一定时,随水灰比增大,灌浆结石体抗压强度与变形模量均逐渐减小。     

特细砂混凝土的力学性能及抗渗性能研究

对特细砂混凝土力学性能及抗渗性能进行了试验研究。结果表明:砂率、水胶比、粉煤灰掺量和减水剂掺量对特细砂混凝土抗压强度均有一定的影响,尤其是粉煤灰掺量和减水剂掺量间存在一定交互作用;一定试验条件下,砂率和粉煤灰掺量分别为21%和20%时,特细砂混凝土抗渗性能最佳。     

硅粉对透水混凝土性能影响的试验研究

为了研究硅粉对透水混凝土性能的影响,确定硅粉的最优掺量,制备10组试件进行不同硅粉掺量下透水混凝土7 d、28 d的抗压试验,并测试28 d透水混凝土的透水系数和有效孔隙率。试验结果表明,随着硅粉掺量的增加,透水混凝土的有效孔隙率、透水系数和7 d、28 d的抗压强度均先增加后减小。得到透水混凝土硅粉的最优掺量为10%,此时的透水混凝土抗压强度为20.2 MPa,透水系数为3.02 mm/s,有效孔隙率为21.56%。     

硅粉对塑性混凝土力学和抗渗性能的影响

通过强度、弹性模量及相对渗透系数试验,研究了硅粉对塑性混凝土力学和抗渗性能的影响.结果表明:在0～40％掺量范围内,硅粉对塑性混凝土各强度均有提高作用,最佳掺量为30％左右;相同掺量下,硅粉对塑性混凝土强度提高幅度由大到小为劈拉、抗压、抗折强度;随着硅粉掺量的增大,塑性混凝土强度和弹性模量均呈先增大后减小趋势,其中弹性模量的增幅小于抗压强度,有利于降低塑性混凝土的弹强比;硅粉可明显降低塑性混凝土的相对渗透系数.     

不同强度硅粉混凝土的抗冻融性能试验研究

本文通过掺引气剂硅粉混凝土试件抗压强度,冻融循环,气泡结构性质的试验研究,得出掺硅粉可以明显提高混凝土的抗压强度,硅粉掺量10%时效果最佳的结论;对于强度为20MPa左右的粉煤灰混凝土(粉煤灰掺量为30%),掺5%硅粉可使混凝土抗冻性略有提高,但抗冻融循环次数均低于100次;对于强度为50～60MPa的混凝土,在一定硅粉掺量范围内,抗冻性随掺量的增加而增加,混凝土可满足300次快速冻融循环的要求,硅粉掺量大于15%,混凝土抗冻性不会进一步提高;强度大于80MPa的高强混凝土,不管掺引气剂与否,或粉硅粉与否,混凝土皆具有非常高的抗冻性。另外,随着硅粉掺量的增加,要使混凝土保持一定的含气量,引气剂用量明显增加,在含气量相同的情况下,掺用硅粉,混凝土气泡结构性质得以改善。