黏土水泥膏浆流变性能及其对灌浆的影响

黏土水泥膏浆性能优越,可广泛用于土木、水利等工程的防渗堵漏和基础加固,其流变性能对灌浆工程施工及灌浆效果有重要影响。利用Brookfield+R/S流变仪对其流变参数进行测试,研究固化剂掺量、温度及时间等因素对流变性能的影响。结果表明:膏浆的黏度及屈服应力均随时间增大;固化剂掺量为水泥质量的1.0%左右时的膏浆为Herschel-Bulkey流体,并且具有触变性,防渗堵漏效果最佳;温度在5～40 ℃之间,温度影响膏浆的黏度及屈服应力,但不影响膏浆的流型,温度越高,黏度越大,28 ℃下的屈服应力最大。室内灌浆模拟试验及抗冲试验,证明其扩散距离可控,抗水冲释性能强,与纯水泥膏浆相比,初始屈服应力及黏度更大,触变性可控,浆体的稳定性更好。黏土水泥膏浆是含水及大孔隙地层、松软地层等复杂地层灌浆防渗堵漏的优选材料。     

适于富水岩溶大孔隙地层防渗加固的水泥砂膏浆

富水岩溶大孔隙地层灌浆是基础处理的一个难题,地层的充填、防渗以及加固要求高,以往常采用砂浆或水泥膏浆进行处理,存在砂浆抗水冲释性能差及水泥膏浆可控性弱、浆液浪费严重等不足。基于膏浆良好的可控性、抗冲释性及砂浆的骨架和填充加固作用等优势,通过大样本长周期室内试验,研制了一种可用于富水岩溶大孔隙地层灌浆充填的新型可控水泥砂膏浆材料。研究表明:水泥砂膏浆与水泥膏浆及砂浆相比,浆液析水率降低至0%~3%;流动度最低可达到10~20 cm,凝结时间在2~30 min内可控可调,浆材具有较高的黏度和初始屈服应力;在流速为0.4~0.6 m/s时,浆材抗水流冲释后的留存率达到85%;浆材的结石率近100%,28 d的抗压强度达到10 MPa左右;浆材成本与普通水泥膏浆相当,且具有环保等方面的社会效益。通过实际工程应用,水泥砂膏浆是富水岩溶大孔隙地层防渗加固的优选材料,但在应用时注意可泵性。     

大孔隙地层水泥膏浆灌浆技术

本文基于高浓度水泥膏浆的性能,探讨了掺加外掺料降低水泥浆液的造价,并通过室内试验和工程实践,研究了利用膏浆解决大孔隙地层的灌浆难题。研完表明:水泥膏浆新拌浆液一般可用宾汉姆流体模拟,随着灌浆过程的进行,浆液的固体持性逐渐得到体现,其将控制浆液在一定灌浆压力下的最终扩散距离。另外,对于大孔隙地层进行水泥膏浆灌浆处理采用大动力立式强制搅拌制浆,螺杆泵泵送,射浆管置入被灌孔段的纯压式灌浆方式,以及定压和定注入量的灌浆结束标准等对于大孔隙地层水泥膏浆灌浆处理是简单易行的。而且几个工程的应用实践也充分体现了膏浆技术运用于灌浆工程具有工艺简单、可控性强、结石强度较高、孔隙充填饱满及工程工效快、造价低等特点。     

新型水泥膏浆研究及应用

水泥膏浆由于具有遇水不分散、抗水流冲释等优点，已广泛应用于动水堵漏工程中，但通常使用的水泥膏浆存在膨润土掺量大、施工工艺复杂等缺点。本文研究了一种掺加外加剂的新型水泥膏浆，对其性能进行了试验研究和在动水条件下的室内模拟堵漏试验，并在重庆鱼洞长江大桥15^#桥墩下游幅围堰工程中得到应用。室内试验和应用结果表明，掺入新型外加剂的水泥膏浆具有自堆积、凝结时间可控和良好的抗水流冲释等优点，适合具有一定开度的溶洞地层以及含块石架空结构的土石围堰等大孔隙地层的动水堵漏，可为类似工程提供参考和借鉴作用。     

低水泥掺量对模袋充灌特性的影响试验

为提高施工效率和细尾砂利用率,将不同质量比的水泥掺入浓度40%的尾矿浆,开展模袋充灌试验,研究水泥掺量对模袋充灌特性的影响规律。结果表明:在细尾矿浆中掺加水泥作为固化剂,可提高模袋的透水性和保砂性;充灌时间和排浆密度随水泥掺量的增大而减少;单次充浆体积和单次排浆体积随充灌时间的延长呈指数递减;排浆集中在前2 h,以静水压力排浆为主,此后以固结尾砂自重挤压排浆为主;排水率、排水效率和保砂率随水泥掺量的增大而增大;排水效率和保砂率可分别作为评价模袋透水性和保砂性的指标,综合考虑施工效率、细尾砂利用率和施工成本,最佳水泥掺量确定为3%。     

钢渣改良粉质黏土小应变动力特性试验研究

结合废钢渣的理化性质及其作用效果,采用废钢渣代替传统的水泥进行粉质黏土地基的动力 特性改良。利用共振柱试验,探讨钢渣粉质黏土混合料的动剪模量 Ｇ和阻尼比 Ｄ在固定围压 σ0 和养 护龄期条件下,随不同配合比下的变化特点。利用 Ｋｏｎｄｎｅｒ模型经验公式,将动剪模量归一化 Ｇ／Ｇｍａｘ, 并和阻尼比分别与动剪应变进行拟合。分析钢渣含量与最大动剪模量 Ｇｍａｘ和最大阻尼比 Ｄｍａｘ的变化规 律,并与水泥粉质黏土混合料进行分析对比。试验研究表明,配合比对两种混合土体的动剪模量和阻尼 比的影响最为显著;随着掺料含量的增大,动剪模量和阻尼比均呈现出先增大后减小的变化趋势;结果 显示,30％的钢渣掺量可代替 15％及以下掺量的水泥用于粉质黏土地基加固。试验成果明确了钢渣应 用于粉质黏土地基处理的可行性,具有实际的工程意义。     

新型可控性粘土水泥膏浆试验研究

本文研究了一种改性粘土水泥膏浆。通过对其凝胶时间、流动度、粘度、屈服强度,及结石体性能等进行大样本长周期室内试验,与常规水泥基注浆材料及水泥膏浆比较,表明该改性粘土水泥膏浆具有抗水冲释、浆液的凝胶时间可调、浆材扩散范围可控等优点。针对湖南托口水电站河湾地块防渗工程中,平均厚80 m的上部中等透水红层和最大孔深80 m的下部溶蚀地层,灌注常规水泥浆材耗浆量大、灌浆存在单层夹饼等问题,通过生产试验,表明应用改性粘土水泥膏浆辅以常规浆材可实现控制灌浆,降低造价明显、提高工效显著,其性能指标也能满足工程要求。     

高浓度全尾砂充填料浆流变特性试验研究

为探究某矿全尾砂充填料浆的流变特性,利用MCR52流变仪对不同浓度和灰砂比的全尾砂充填料浆进行流变参数测试,同时进行了扩展度测定。结果表明:对充填料浆流变特性的影响程度由大到小依次为质量浓度、灰砂比;料浆质量浓度相同时,屈服应力和平均黏度均随胶凝材料掺量的减小而减小,扩展度增大;料浆灰砂比相同时,屈服应力和平均黏度随料浆质量浓度增大而增大,扩展度减小;充填料浆浓度由76%增大至78%时,屈服应力、平均黏度陡增2~3倍,扩展度急剧减小,浓度低的充填料浆流动性能较好;全尾砂充填料浆具有“剪切变稀”的明显特征,扩展度可直观表征料浆的流动性能。     

水库岩溶地质条件评价及防渗处理

针对德厚水库库区岩溶渗漏问题，利用DPM随钻技术、跨孔电阻率CT测试技术，结合钻孔声波波速测试等检测数据，进行岩溶地质条件评价，判断出受灌地层地质特点。根据不同地质条件及岩层的可灌性，工程采用水泥黏土砂混合膏浆可控高压脉动灌浆技术、水泥膨润土膏浆高压挤密灌浆技术相结合的综合灌浆施工技术，进行强岩溶地区防渗处理，所形成的防渗幕体最大深度达152.5 m。水泥黏土砂混合膏浆可控高压脉动灌浆技术用于强透水土石混杂地层防渗属国内首次应用，灌浆施工后岩体透水率小于5Lu,防渗效果显著，水库已正常蓄水，为当地经济社会发展提供了水源保障。     

水泥红黏土力学性能试验研究

针对红黏土这种特殊土质,研究了水泥掺量、龄期、Ca(OH)2掺量等对水泥红黏土无侧限抗压强度的影响。结果表明:水泥红黏土的无侧限抗压强度随着龄期的延长而增强;水泥土无侧限抗压强度随着水泥掺量的增加逐渐增强,15%的水泥掺量为最优掺量;Ca(OH)2对水泥红黏土无侧限抗压强度影响较大,随着Ca(OH)2掺量的增加强度增强。     

沿江复杂地层强触变水泥浆性能研究

为测定触变水泥膏浆性能,在固定纯碱∶水∶水泥∶膨润土质量配比条件下,将具有较优性能的植物胶引入水泥浆液作为触变剂,研制了不同配比的触变浆液,并对所有触变浆液样品进行了漏斗粘度、析水率、凝结时间、流动度、抗折与抗压强度试验,提出了水∶水泥∶膨润土∶纯碱∶植物胶为0.8∶1∶0.05∶0.002∶0.03有效配比,同时对各样品进行了扫描电镜分析,对植物胶在水泥浆中作用机理进行了探究,并将有效配比触变水泥浆应用于实际工程,效果良好。     

水泥浆主要流变参数的确定与分析

介绍塑性流体水泥浆的流变性及确定水泥浆主要流变参数的一般方法 ;分析旋转式粘度计与漏斗式粘度计在测定水泥浆塑性粘度、表观粘度时的区别 ,说明漏斗式粘度计在使用上的局限性 ;针对粘聚力 (动切力 )的测定进行分析 ,认为粘聚力与动切力为不同的概念 .通过对水泥浆流变性分析 ,提出水泥浆充填机理 ,并对影响水泥浆扩散的主要因素 ,即粘度影响水泥浆在节理裂隙中向前扩散的速度 ,动切力限制水泥浆扩散距离作了说明 .     

低液限红黏土对混凝土和易性及力学性能的影响

为了探究低液限红黏土对混凝土和易性及力学性能的影响,采用低液限红黏土、碎石、机制砂制备塑性混凝土,探讨黏土掺量与水灰比对混凝土和易性、抗压强度、劈裂强度、弹性模量的影响。结果表明:低液限红黏土能改善混凝土的流动性、黏聚性和保水性,1 h后的坍落度仍能保持在173 mm以上,同时黏土能大幅度地延迟混凝土的初凝和终凝时间和显著降低混凝土的表观密度。黏土等质量替代水泥后,随着养护龄期的延长,混凝土抗压强度、劈裂强度呈对数关系增加。相对而言,黏土掺量对混凝土抗压强度的影响比水灰比要大。黏土掺量越大,混凝土的弹性模量越小,且可采用混凝土抗压强度的线性关系来预测。     

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）细水泥在压滤作用下的浆液性能研究

（超）细水泥浆液在高灌浆压力作用下的流动性能和强度指标是灌浆设计中水灰比、浆液级配、屏浆时间等施工参数选择的重要依据,也是评价灌后被灌体力学性能、耐久性等灌浆效果的重要因素。目前主要通过室内成模进行流动性能和抗压强度测试的方法进行相应研究,忽略了灌浆压力、排水条件、地质条件等因素的影响,不能真实反映灌浆过程中浆液在不同灌浆压力作用下流动性能和抗压强度。文章进行了室内压滤灌浆试验,得到了不同水灰比（超）细水泥浆液经过不同压力和时间压滤作用后的马氏漏斗粘度和结石体28ｄ抗压强度,并通过构建硬化浆体的结构模型,建立了（超）细水泥抗压强度的计算模型,计算了不同水灰比在不同压滤强度下的28ｄ抗压强度,可为灌浆工程（超）细水泥浆液配比优选、灌浆参数确定和灌浆效果评价提供依据。     

砂砾石土灌浆技术研究述评

砂砾石土灌浆技术近些年来取得了较大的进展,有必要对砂砾石土灌浆技术的研究成果进行总结述评。通过查阅大量相关文献,对砂砾石土灌浆理论、灌浆材料和灌浆自动记录设备等方面的研究成果进行了梳理分析。从非牛顿流体、黏度时变性、劈裂灌浆和注浆模拟试验等4个方面对灌浆理论进行简要述评和分析,从水泥浆材和化学浆材两方面对灌浆材料进行概括和分析,而针对灌浆自动记录仪对灌浆设备的研究成果进行了整理分析。广大科研人员在砂砾石土灌浆技术领域所取得的宝贵研究成果,必将推动灌浆事业的蓬勃发展。     

粘土固化浆液在强透水层中防渗试验

防渗用粘土浆液中加入少量粘土浆液固化剂,被注浆的透水地层,其结石强度和渗透系数值达到防渗要求。用粘土固化浆与水泥浆在坝基强透水地层做了高喷截渗时比试验。     

不同养护方式对水泥-锂渣浆体水化程度影响

为了分析水泥-锂渣浆体的水化程度, 采用高温煅烧法测试各龄期的化学结合水, 结果发现:水泥-锂渣浆体的化学结合水量随龄期的延长而增加, 水化3 d和7 d时能达到水化90 d时的60%和80%。高温养护、碱激发、高温和碱激发均能提高锂渣复合水泥基材料早期的化学结合水量, 最高可达3~4倍, 提高的幅度依次为碱激发和高温养护＞碱激发＞高温养护＞标准养护。高温和复合环境养护也能提高水泥的水化程度, 1~28 d内, 锂渣掺量在40%以内时, 水泥水化程度相对指数(ψ值)均大于1;掺量为60%时, ψ值均小于1。综上, 高温养护、碱激发、高温和碱激发均能提高锂渣和水泥的水化程度, 高温和碱激发复合作用时较为显著。