磷酸镁水泥基新型双液注浆材料试验研究

研究了矿渣粉、磷酸盐掺量对磷酸镁水泥基双液注浆材料流动度、pH值、凝结时间、结石率、抗压强度和耐水性能的影响。结果表明:随着矿渣粉掺量增加,新拌浆液的pH值增大、结石率下降、凝结时间缩短、流动性与28 d强度均先提高后降低,在20%掺量时达到最大。随着磷酸盐掺量减少,浆液的流动度降低、凝结时间缩短、pH值升高、结石率下降、抗压强度先增加后降低,在15%时具有最大值。制备的磷酸镁水泥基注浆材料具有凝结时间可调、可注性好、结石率高、生态环保、早期强度高、耐水性好等优异性能。     

盾构法隧道施工用高性能同步注浆材料制备技术研究

同步注浆是盾构施工的必备及关键工序,同步注浆材料性能的好坏直接影响隧道周围地层位移和地表沉降。选用水泥、河砂、粉煤灰、膨润土、缓凝剂和抗水分散剂等作为原材料,探讨了水泥、缓凝剂和抗水分散剂等原材料对浆液凝结时间、流动度、抗压强度和抗水分散性能等指标的影响规律及同步注浆浆液配合比的优化方向。试验结果表明：水泥是影响凝结时间和抗压强度的主要因素,掺入复合缓凝剂的注浆材料凝结时间可调,且浆液流动度经时损失小;掺入抗水分散剂的注浆材料具备优良的抗水分散性能,从而可以保证了地层中浆液的完整性,充分填充盾尾间间隙。     

复杂采空区治理中浆液配比及注浆孔设计关键技术

以某煤矿采空区为例,从填充材料选取、材料配比、多层采空区治理措施等方面综合分析了不同因素对采空区治理的影响,分析结果表明:根据水泥-粉煤灰配比试验,浆液结石率、单轴抗压强度、浆液黏度与水固比呈反比,水固比越小,浆液扩散半径越小;根据水泥-尾矿砂配比试验,料浆浓度一定时,固相比与浆液结石率、单轴抗压强度成正比;固相比一定时,料浆浓度与浆液结石率、单轴抗压强度成正比;因此,结合不同的采空区形式、施工条件及材料成本核算等因素,选择动态的水固比形式及注浆材料是非常有必要的;针对多层采空区治理的情况,采用原位扫孔加钻孔的形式治理下层采空区,既可节减钻孔成本又可节约注浆管费用,而且不影响注浆质量。     

水泥基盾构同步注浆材料的性能研究

研究了胶砂比、水泥用量和膨润土掺量对水泥基盾构同步注浆材料基本性能、填充性能与抗水分散性能的影响,结果表明,随着水胶比的增大,水泥基注浆材料浆液的稠度和泌水率增加,抗压强度降低,分层度变化不大;随着膨润土掺量的增加,水泥基注浆材料浆液的泌水率降低;结石率可用于评价注浆材料的填充性能;水陆强度比宜作为注浆材料抗水分散性的评价指标。     

水泥稳定铁尾矿砂的力学特性研究

采用铁尾矿砂作为骨料,325#矿渣硅酸盐水泥作为胶凝材料,制备了大量不同水泥掺量的水泥-特细尾矿砂试件,进行了不同龄期的力学性能和冻融循环等试验,得到了水泥-尾矿砂的强度、荷载-变形曲线、抗冻性等指标。试验结果与相同条件下水泥砂浆、水泥土的结果进行了对比分析。水泥-特细尾矿砂的强度比水泥粉土的要高出4～6倍,比相同条件下水泥砂浆低10%左右;其荷载变形及抗冻融循环特性均与相同条件下水泥砂浆特性基本相同。因此,水泥-特细尾矿砂具备作为工程材料应用的良好强度和抗冻性能。研究为特细尾矿砂水泥胶凝材料的进一步发展和应用奠定了理论基础,有利于特细铁尾矿砂水泥胶凝材料的综合利用。     

聚酯纤维改性复合水泥基-水玻璃注浆材料试验及应用研究

为解决传统水泥基-水玻璃注浆材料收缩性强、后期强度低等问题,笔者研制了一种添加从废旧纺织品中提取出的聚酯纤维的复合注浆材料。通过室内试验,研究了聚酯纤维掺量和水灰比对浆液析水率、流动性、凝结时间和结石体抗压强度的影响。结果表明:聚酯纤维掺量为2‰、水灰比为0.7∶1、水玻璃掺量为40%时,浆液具有较好的稳定性和流动性、凝结时间可控、力学性能良好。通过扫描电镜观察浆液结石体断面发现,与传统水泥基-水玻璃双液注浆材料相比,掺入聚酯纤维的改性注浆材料微观结构相对密实。通过实际工程应用证明了这是一种较好的加固路基的注浆材料,具有广阔的应用前景。     

磷矿尾矿砂在预拌混凝土中的应用研究

在测试磷矿尾矿砂基本物化性能的基础上,研究了作为细骨料掺入对混凝土性能的影响.结果表明:磷矿尾矿砂的掺入对混凝土泌水率、凝结时间无影响,在适宜掺量下对混凝土流动性、强度以及干缩、抗碳化性能方面均有一定的改善作用,可以作为天然砂的补充用于预拌混凝土.     

尾矿砂塑性混凝土渗透性能的试验研究

以采矿产生的固体废弃物——尾矿砂的综合利用为研究背景,配制了以膨润土、不同尾矿砂砂率、不同水泥掺量为原料的塑性混凝土,并对尾矿砂塑性混凝土试件进行了冻融循环试验和渗透性能试验,研究了砂率、水泥掺量以及冻融循环次数对尾矿砂塑性混凝土渗透性能的影响,并得到了相对渗透系数随砂率、水泥掺量以及冻融循环次数的变化规律。研究结果表明,无论哪种水泥掺量,相对渗透系数均随着砂率的增加,呈现出U型的变化规律,U底的位置大约在砂率50%左右;随着水泥掺量的增加相对渗透系数逐步增大,其抗渗性能越来越好;随着冻融循环次数的增加,尾矿砂塑性混凝土的表面破损越来越严重,相对渗透系数逐步增大,其抗渗性能逐步降低。     

新型煤岩体加固注浆料制备及应用分析

煤层回采过程中受采动影响,巷道煤岩体必然发生破坏,严重威胁工人安全。而注浆加固是解决破碎煤岩体的有效手段,注浆材料用量动辄数万吨。在充分了解破碎煤岩体注浆技术的基础上,研发了一种适用于破碎煤岩注浆加固的新型无机注浆材料,并对该材料进行了性能分析及应用研究。研究结果表明:(1)制备的新型无机注浆材料其力学性能与微观结构良好,组分最优配比为:硫铝酸盐水泥熟料50%,石膏43.75%,生石灰6.25%;(2)强度和凝结时间随水灰比变化空间大,满足对于不同凝结时间需要的工程;(3)试件干缩率和泌水率最高值均小于5%,材料具有很好的稳定性;(4)新型注浆材料注浆后,巷道变形量大幅度降低,不影响巷道的正常使用。     

骨料型铁尾矿砂水泥基灌浆料力学性能影响因素试验分析

通过抗压强度、抗折强度试验,考察水胶比、砂率和铁尾矿砂掺量对骨料型铁尾矿砂水泥基灌浆料的力学性能影响情况,得到最优的配合比参数。试验结果表明:经过优化配合比,骨料型铁尾矿砂水泥基灌浆料具有与普通骨料型水泥基灌浆料相似的力学性能,说明用铁尾矿砂配制骨料型灌浆料是可行的。     

水泥粉煤灰注浆材料特性的室内试验研究

注浆充填是一种成熟的治理高速公路下伏采空区的方法。水泥粉煤灰注浆材料的配比是影响工程质量及成本的重要因素。通过对室内试验数据的处理和分析，探讨了在使用大掺量粉煤灰的情况下，不同水灰比，固相比，外加剂用量与结石体抗强度，凝结时间，流动度，粘度，结石率之间的相互关系，并结合工程实际要求，提出了相应的技术指标。     

尾矿砂水泥基复合材料的耐久性试验研究

超高韧性水泥基复合材料具有拉伸应变硬化特性,并伴随多条细密裂缝特征,具有良好的裂缝控制功效,作为一种新型建筑材料,在冻融循环条件和抗渗条件下的性能是否发生显著改变是我们关心的一个问题。本试验研究利用铁尾矿砂研制PVA水泥基复合材料,探讨PVA水泥基复合材料的抵抗冻融能力和抗渗能力及不同尾矿砂替代率对水泥基复合材料抗冻和抗渗的影响。结果表明：①经过250次冻融循环,尾矿水泥基复合材料的质量损失和弹性损失不超过5.1%,具备良好的抗冻融性能,能够完全满足寒冷地区工程的需要;②材料的抗渗系数随尾矿砂替代率的增加而增加;③尾矿砂替代率等于50%时为抗冻抗渗性能最佳的合理砂率。     

基于湿陷性黄土地区的碱激发注浆材料优化及微观试验研究

采用正交试验设计对湿陷性黄土注浆过程中的碱激发注浆材料进行优化和微观试验研究,系统地研究了水灰比、粉煤灰、矿粉、水玻璃等因素对碱激发注浆材料性能的影响。试验结果表明:水灰比显著影响浆液初始黏度、2h析水率、抗压强度和抗折强度,对碱激发注浆材料的性能起决定性作用,给出了适合湿陷性黄土的碱激发注浆材料最佳配比;微观试验表明碱激发复合注浆材料在凝结硬化后具有一定的干缩性,孔隙逐步发展为裂隙,可以通过减少结石体表面裂隙来改善碱激发复合注浆材料的性能。     

预拌盾构注浆料的试验研究

针对盾构注浆料的施工特点及预拌干料的特性,介绍预拌盾构注浆料的性能。以表观凝结时间、流动度、固结率和抗压强度为性能指标,探讨胶凝材料、减水剂、膨胀剂、触变剂和水胶比等因素对盾构注浆料性能的影响,得出了优化配合比。     

铁尾矿砂混凝土耐久性能的试验研究

通过6组不同尾矿砂替代率制备试件,开展尾矿砂混凝土抗冻融、抗渗性能和氯盐腐蚀后强度变化及尾矿砂混凝土水化产物的电子显微镜微观扫描分析,探究尾矿砂对混凝土耐久性能影响的规律。试验结果表明:尾矿砂混凝土的冻融循环后的质量损失和相对弹性模量随尾矿砂替代率的增加而降低;尾矿砂替代率不大于20%时,尾矿砂混凝土的抗渗性能随替代率的增加而增加,替代率大于20%时,抗渗性能随替代率的增加而减少,尾矿砂混凝土的抗渗系数为1.78×10^-5~5.96×10^-6cm/h;界面黏结特征显示尾矿砂与水泥水化物黏结表面结构致密,随着尾砂掺量的增加,微孔结构逐渐粗化;建议工程采用替代率40%~60%尾矿砂制备混凝土,以实现工业废料的循环利用。     

铜尾矿砂制备装配式建筑用高强灌浆料的研究

利用铜尾矿砂替代石英砂作为骨料制备水泥基灌浆料,以满足装配式建筑领域的需求。研究了铜尾矿砂替代率、灌浆料水灰比以及灰砂比对铜尾矿砂装配式建筑用灌浆料性能的影响。研究结果表明：水灰质量比0.29,灰砂质量比0.9,铜尾矿砂代替率70%时,添加适当的化学助剂,铜尾矿砂灌浆料的流动度、强度、膨胀率等均满足JG/T 408—2019的各项性能要求,尾矿砂的使用降低了灌浆料的生产成本。     

动力荷载对PVA尾矿砂水泥基复合材料冲击的影响

试验研究尾矿砂不同替代率,PVA纤维不同体积掺量,板不同厚度对尾矿砂水泥基复合材料在动力荷载作用下的影响。通过对试验现象、材料冲击能、延性指标和冲击疲劳强度的分析,试验结果表明：①PVA尾矿砂水泥基复合材料在动力荷载下损伤小、整体性强和能量耗散力强;②2％体积掺量的PVA纤维增加材料的韧性效果好;③PVA尾矿砂水泥基复合材料的尺寸效应显著,本次试验研究30mm板延性好;④PVA尾矿砂水泥基复合材料承受动力荷载时各项性能指标随着尾矿砂含量的增加而降低,因为工程应用建议采用尾矿砂替代率为50%。     

盐渍土地区水泥基浆液最优配比及早期耐腐蚀性研究

针对西北盐渍土地区建筑地基注浆加固工程,选用水泥基注浆材料,对所选材料之间固化反应机理的可行性进行了分析。采用正交试验研究了不同配比下浆液的各项物理力学性能,对选出的最优配比浆液的浆液稳定性、粘度时变性和凝胶时间进行了试验,并且对最优配比浆液结石体和纯水泥浆液结石体进行了腐蚀溶液浸泡和SEM微观对比试验。结果表明:水灰比1.0,其他掺量占水泥的质量百分比分别为粉煤灰40%、Ca(OH)28%、无水硫酸钠7%和膨润土3%,浆液性能最优;最优配比浆液的密度1.658g/cm~3、3h析水率3%、结石率97%、初配漏斗粘度37s、7d(28d)抗压强度为7.20MPa(12.23MPa),均满足水泥基稳定浆液的要求;最优浆液的最佳注浆时间为90min;最优浆液结石体比纯水泥浆液结石体更密实,早期耐腐蚀性能更优。     

富水砂层高性能盾构同步注浆材料的配制及现场注浆性能研究

结合南通市城市轨道交通1号线典型富水砂层特征,通过配合比优化及高性能盾构注浆材料添加剂Z205的掺用,配制出适用于富水砂层的高性能盾构注浆材料,并对比研究了高性能盾构注浆材料与传统注浆材料的关键性能及现场注浆性能。结果表明,适当减小水胶比,降低膨润土掺量,掺入一定比例的Z205,可降低注浆材料的初凝时间、泌水率,提高注浆材料的结石率、抗压强度和抗水分散性能。现场注浆对比试验结果表明,采用Z3组配合比对应的高性能注浆材料对盾构注浆压力及注浆速度影响不大,但实际最大注浆量可减少17%。     

用于溶洞充填的高膨胀性注浆材料研究

溶洞充填通常采用水灰比为1.0的水泥浆作为注浆材料,但其存在胶凝材料用量大、造价高等问题。利用水泥与硅灰、铝粉膏复掺制备了低成本高膨胀性注浆材料,研究了硅灰和铝粉膏掺量对注浆材料性能的影响,并通过模拟注浆实验优选了注浆材料配合比。结果表明:采用硅灰和铝粉膏复掺较单掺铝粉膏的高膨胀性注浆材料膨胀性能更稳定,且分层浇筑时效果更好;优选配比为水灰比0.60,硅灰和铝粉膏掺量分别为水泥质量的1%和0.10%,其结石率超过140%;与传统水泥注浆材料相比,高膨胀性注浆材料可降低材料成本20%以上。