碱土加固注浆材料试验及其工程应用

在碱土注浆加固的基础上,对一种注浆加固材料的主要性能参数及其在静水条件下的材料特性进行室内试验研究。基于现场施工对材料胶凝时间和加固强度的要求,测定材料在不同配比下的胶凝时间,结合力学性能试验测定材料的净浆结石体强度及岩土固结体强度;针对加固治理的材料要求,测定材料在不同静水条件下的耐久性和稳定性,并与其他注浆材料进行了比对分析。依据材料性能和张马屯铁矿泥质破碎带的特点,系统阐述了材料的应用方法与效果。研究结果表明,该材料的胶凝时间精确可调,净浆结石体强度及岩土固结体强度均较高,耐久性和稳定性良好。     

水泥粉煤灰-改性水玻璃注浆材料试验研究与应用

为解决传统注浆材料在大体积充填注浆时成本高、固废材料利用低、凝胶时间控制不精确等问题,提出水泥粉煤灰-改性水玻璃注浆材料。通过室内试验分析改性水玻璃配比、改性水玻璃体积分数和粉料比例对浆液初凝时间、终凝时间、流动度及单轴抗压强度的影响规律;通过工程现场试验,研究该注浆材料的可泵性、操作性,利用物理探测方法,对注浆治理效果进行评价。结果表明,水泥粉煤灰-改性水玻璃注浆材料的初凝时间为8~70 s、终凝时间为2~9 min;初凝时间随改性水玻璃体积分数的增加而增长,终凝时间随改性水玻璃体积分数的增加而缩短;凝胶时间与粉料中粉煤灰的质量分数呈正比;浆液流动度与改性水玻璃体积分数及粉料中粉煤灰质量分数成正比;粉煤灰质量分数与浆液结石体抗压强度呈负相关,改性水玻璃体积分数(水泥粉煤灰浆液与改性水玻璃体积之比)为1∶0.6或1∶0.4时,水泥粉煤灰-改性水玻璃注浆材料固结体的7 d抗压强度达到峰值9.35 MPa和6.86 MPa;水泥粉煤灰-改性水玻璃注浆材料可提高固废利用率,且各性能满足注浆需要,在实际应用中可依据工程要求调整配比,为类似的注浆工程提供参考。     

碱木素改性及其减水分散性能的研究

针对碱木素的结构特性，采用预氧化磺化反应对碱木素进行化学改性。研究了改性碱木素作为混凝土减水剂的减水分散生能，结果表明，改性后碱木素的物化性能和应用性能得到较大改善。掺入改性产品的水泥净浆具有流动度损失小的优点，2h内的流动度损失率率只有36％；在低掺量下，磺化碱木素初凝时间比空白水泥略长，终凝时间延缓3.5h。当掺入水泥质量0．2％（绝干量）的减水剂，水泥净浆的28天抗压强度比为115％，作为废物排放的碱木素可以改性为一种具有低流动度损失，缓凝，能提高混凝土后期强度等特点的低成本普通混凝土减水剂。     

特种粘土固化浆液性能试验及应用

对特种粘土固化浆液的析水性、稳定性、初始粘度、胶凝时间及浆液结石体的抗压强度、抗渗系数、体积变化性、抗软化性等主要性能进行了试验研究,并在灌浆建帷防渗中推广应用.试验表明特种粘土固化浆液是一种具有多项良好技术性能及经济性,对环境无污染的新一代粘土系注浆材料,能有效地解决注浆防渗工程中产生的诸多问题.     

尾矿坝基础高压定喷防渗

介绍了云南王家滩铁矿芦湾箐尾矿坝存在事故隐患，采用高压定喷技术构筑坝内防渗墙，对基础坝进行止漏和加固处理。消除隐患这一工程实际问题．并对处理后的坝体进行现场围井抽水试验，得出防渗墙的渗透系数满足防渗效果；同时在室内对浆液固结体进行了抗渗性能试验，分析试验结果得出不同添加剂对固结体抗渗性能的不同影响，将其应用于该工程的防渗．进一步完善了高压定喷注浆理论，同时推广了高压喷射注浆技术的应用范围．     

利用废弃钻井泥浆作为注浆浆液的试验研究

矿山钻井工程结束后会产生大量的废浆。对这些废浆能否用被用作为地面预注浆浆液进行了一些试验。钻井泥浆和地层注浆所用的浆液有着不同的性能要求,其材料组成也不完全相同,不能直接用于地层注浆。在实验室里,对钻井废弃泥浆和注浆粘土纯浆的相对密度、粘度、pH值和稳定性等物理性能进行了试验,表明二者的粘度和稳定性差别较大。向两种浆液中添加不同数量的水泥和水玻璃,对其粘度、凝胶时间、静切力、塑性强度和抗压强度等性能进行了对比试验和分析,研究结果表明,在添加一定量水玻璃和水泥后,钻井废浆的各种性能与粘土浆液比较接近,可用于地层注浆工程。     

高压下水泥灌浆材料的性能研究

通过室内模拟灌浆试验研究了高压下(P=5．0MPa)水灰比、水泥品种等因素对浆液及其结石力学性能的影响。结果表明：高压下水泥浆材的凝结时间明显缩短，结石的力学性能显著增加；与常压下不同，当水灰比为1：1时，结石的抗压强度最高。在3种灌浆材料中，湿磨细水泥结石抗压强度最高。     

五味子木脂素超声循环提取工艺条件的优化

采用超声循环提取的方法从五味子中提取五味子醇甲等木脂素类有效成分,考察溶剂、超声时间、超声功率、液固比和温度对提取工艺的影响．结果表明采用85％的乙醇作为提取溶剂,在单因素实验的基础上通过正交实验得出最佳工艺条件：超声功率500W,超声时间10min,温度30℃,液固比20,五味子木脂素提取率达到80．84％．     

无机矿粉对碱激发碳酸盐胶凝材料性能的影响

研究了矿渣、粉煤灰和偏高岭土时碱激发碳酸盐胶凝材料的强度、抗渗性能以及凝胶时间的影响，探讨了该材料浆体的流变特性。研究表明：1)矿渣可大幅度提高该材料的强度和抗渗性能，但会显著缩短凝胶时间；偏高岭土有利于强度的提高，但时抗渗性能和凝胶时间的影响不显著；粉煤灰时这些性能的影响均不显著；2)无机矿粉复合后，可使材料28d的抗压强度达43MPa以上，抗渗压力达1.5MPa以上；3)该胶凝材料的浆体为宾汉型流体；4)该胶凝材料中掺加粉煤灰，其浆体的流动性优于掺加矿渣和偏高岭土的浆体流动性。     

苛性白云石与菱苦土复合的胶凝材料

在小型试验的基础上,对用白云石为原料煅烧加工成苛性白云石镁质胶凝材料进行了半工业试验,试验证明在苛性白云石镁质胶凝材料中加入一定数量的菱苦土所构成的复合型镁质胶凝材料,其标准稠度的净浆抗析、抗压强度等可达到和超过原国家物资局对镁质胶凝材料的有关标准要求,用这种复合型镁质胶凝材料生产某些建筑型材料是可行的,为开发利用丰富的白云石矿产资源提供了可行的依据。     

Strength of copolymer grouting material based on orthogonal experiment

Using the orthogonal experimental design method involving three factors and three levels, the flexural strength and the compressive strength of copolymer grouting material were studied with different compositions of water-cement ratio (mass fraction of water to cement), epoxy resin content, and waterborne epoxy curing agent content. By orthogonal range and variance analysis, the orders of three factors to influence the strength, the significance levels of different factors, and the optimized compound ratio scheme of copolymer grouting material mixture at different curing ages were determined. An empirical relationship among the strength of copolymer grouting material, the water-cement ratio, the epoxy resin content, and the waterborne epoxy curing agent content was established by multivariate regression analysis. The results indicate that water-cement ratio is the most principal and significant influencing factor on the strength. Epoxy resin content and waterborne epoxy curing agent content also have a significant influence on the strength. But epoxy resin content has a greater influence on the 7-day and 28-day flexural strength, and waterborne epoxy curing agent content has a greater influence on the 3-day flexural strength and the compressive strength. The copolymer grouting material with water-cement ratio of 0.4, epoxy resin content of 8% (mass fraction) and waterborne epoxy curing agent content of 2% (mass fraction) is the best one for repairing of cement concrete pavement. The flexural strength and the compressive strength have good correlation, and the ratio of compressive strength to flexural strength is between 1.0 and 3.3. Foundation item: Projects(40728003, 40772180, 40802064) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project (07JJ4012) supported by the Hunan Provincial Natural Science Foundation of China; Project(20080430680) supported by China Postdoctoral Science Foundation; Project(B308) supported by Shanghai Leading Academic Discipline Project     

Compressive strength of polymer grouting material at different temperatures

In order to study the influence of temperature on compressive strength of polymer grouting material, the compression specimen injection mold is self-made, and the uniaxial compressive test was carried out in the temperature control box under different temperatures. The change regularity of compressive strength of polymer grouting material under different temperatures and the law of volume changes of polymer samples were obtained. The experimental results show that: the compressive strength of polymer material increases with the increase of density; the temperature change has a certain influence on the compressive strength of polymer grouting material; the compressive strength decreases with temperature increases under the same density, but the compressive strength is not significantly affected by temperature when the density is less than 0.4 g/cm³; the volume change of the samples accords with the law of thermal expansion and contraction when temperature changes, and the increase of the volume is obvious when it is under high temperature. The achievements will provide an important basis to the application of the polymer grouting material.     

复配型环氧树脂地层灌浆材料的研制

针对内蒙古某煤矿巷道岩石遇水粉化的实际问题，研制了一种新型的复配型环氧树脂作为地层灌浆材料，考察了固化剂、稀释剂、填料等对抗压强度的影响且进行了优化配比。结果表明，研制的灌浆材料抗压强度大于2MPa，固化时间在2h以内，固化后遇水强度有所增加，能较好地解决该矿岩石遇水粉化的突出问题。当酚醛胺与低分子聚酰胺比例为2：1时，固化效果较好；选用糠醛丙酮作稀释剂，当其用量大约为环氧树脂的l0％时，对凝固时间影响不大且可降低浆液的粘度，提高浆液的可灌性；当细砂、水泥、乳化环氧树脂的比例为1．5：1：1时抗压强度最大。     

新型环保固沙剂的性能研究

采用木质素磺酸钠、尿素、甲醛和三聚氰胺为主要原料,合成了新型环保固沙剂,为固沙剂领域提供了新品种。采用红外光谱（FT-IR）进行了化学组成分析,测试了固沙试样的抗风蚀性、保水性、抗压强度及耐水性,分析了不同浓度固沙剂的固沙效果。结果表明,新型环保固沙剂能将沙土颗粒紧密粘结, 形成较大团聚体结构。喷洒5％的固沙剂的沙模,固沙试样的风蚀率达到0.02％,保水率达到70％左右,抗压强度达到25mm,耐水性达到2.46％,能够满足实际应用要求。     

早强剂复配和砂的级配对超早强灌浆料性能影响

目的探讨硫酸钠、三乙醇胺和早强组分A复合对超早强灌浆料终凝时间、抗折强度和抗压强度等性能与结构的影响.为实际工程中的应用提供理论依据.方法对石英砂的级配进行了较系统的研究.采用行星式搅拌机将原材料搅拌均匀,用贯入阻力法测定凝结时间,用水泥压力试验机测试力学强度,用电子显微镜分析砂胶比1.0的微观结构.结果单掺0.05%三乙醇胺,0.8%硫酸钠或0.1%早强组分A,超早强灌浆料的各项指标基本满足要求.将硫酸钠、三乙醇胺和早强组分A按合理比例复合;石英砂的最佳质量级配为5∶5∶2,且砂率范围1.0~1.5;超早强灌浆料的终凝时间为50~60 min,初始流动度大于320 mm,0.5 h流动度大于280 mm,2 h抗压强度达35.6 MPa,1 d抗折大于12 MPa,28 d抗压强度大于90 MPa.结论采用砂的最佳级配,将硫酸钠、三乙醇胺和早强组分A复合掺入后,胶凝材料的水化早期的水化程度的增幅最大,后期保持稳定增长.提出复合早强剂最佳配比和砂的最佳级配.     

阳江核电站水库渗漏处理中灌浆材料的试验与设计

针对阳江核电水库堆石坝坝脚渗漏问题,采用复掺膨润土、粉煤灰配制的稳定浆液灌浆方法堵漏.通过试验分析粉煤灰、膨润土、减水剂等因素对灌浆材料流变性能、力学性能的影响规律,确定膨润土对浆材的流变性能、强度影响比粉煤灰大,同时确定稳定浆液各组份适宜的掺量范围.在此基础上设计系列灌浆材料配合比,并通过现场灌浆效果及取芯测试结石强度、渗透性可见,设计的混合和膏状灌浆材料满足工程施工及性能指标要求.     

木质素栲胶的制备、表征及复鞣的作用

采用氢气还原降解木质素的方法制备了木质素栲胶,用Folin-Ciocalteu试剂法对木质素栲胶中酚羟基含量的变化进行了测定,并利用紫外吸收光谱和红外吸收光谱对其化学结构进行了分析。用木质素栲胶对铬鞣猪皮正面革进行复鞣实验,研究了不同用量木质素栲胶对成革感观和物理性能的影响。结果表明,降解后木质素栲胶中酚羟基的质量摩尔浓度增加了30.12%;当木质素栲胶的加入量为2%时,成革的弹性和柔软性好,丰满度良好,粒面紧实,收缩温度为94.8℃,抗张强度为14.5N/mm2,撕裂强度为19.3N/mm,复鞣效果最佳。木质素栲胶的复鞣性能达到了植物复鞣剂的水平。     

盾构隧道同步注浆浆液配合比优化设计

盾构法施工过程中,盾尾同步注浆对控制隧道轴线上浮和地面沉降起着至关重要的作用.为使盾构隧道同步注浆浆液具有较好的工作性能,选用水泥、粉煤灰、膨润土、砂、水作为原材料,采用正交设计的方法进行试验,探讨了浆液各原材料对浆液稠度、凝结时间、泌水率、7d抗强度等指标的影响规律及同步注浆浆液配比的优化方向.试验表明:水泥是影响凝结时间和抗压强度的主要因素,水泥的加入能够缩短凝结时间、增大抗压强度和降低泌水率;粉煤灰能改善浆液和易性;膨润土有增稠、保水的作用,能提高浆液稳定性,但掺量要控制在一定范围内;砂作为浆液骨料起填充作用,主要影响浆液稠度,砂的用量与浆液稠度大小呈反比趋势;水是影响泌水率的主要因素,用水量增加导致浆液泌水率、稠度增大,凝结时间变长.最优的配合比为:水泥∶粉煤灰∶膨润土∶砂∶水为160∶400∶50∶830∶360,制备的浆液稠度为11~12cm,凝结时间为10~13h,泌水率不高于3%,7d抗压强度不低于2MPa.     

多元复合超早强灌浆料试验

目的研究铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、石膏和硅灰四元复合体系超早强灌浆料的流动度、凝结时间和力学性能,找出超早强灌浆料的最佳配比．方法采用行星式搅拌机将原材料搅拌均匀,利用跳桌测试流动度,贯入阻力法测定凝结时间,水泥压力试验机测试力学强度,混凝土收缩膨胀仪测试膨胀性能,分析砂胶比为1．0的微观结构．结果该体系辅以多种外加剂,采用高胶砂比可以保证初始流动度大于325mm,30min流动度大于280mm,2h抗压强度达34．80MPa,24h抗折达13．82MPa,28d抗压强度大于99．90MPa,56d抗压强度大于28d抗压强度．早期SEM微观结构显示晶形生长良好,结构致密．结论铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、石膏和硅灰按一定的比例复配,具有良好的施工和易性和力学性能．