复合水泥基-水玻璃双液注浆材料胶凝性能及抗压强度试验研究

传统的水泥水玻璃双液注浆材料的优点在于凝胶时间短、早期的抗压强度大,所以在加固软弱地层或堵漏中被广泛的使用。本文在传统材料的基础上,加入了粉煤灰、矿粉等工业废渣,提出一种复合水泥基-水玻璃双液注浆材料,并对新型材料的胶凝性能和28 d抗压强度进行研究,并通过改变水玻璃体积掺量、波美度和矿物掺合料比例来研究浆液凝胶时间及28 d抗压强度的变化规律;当水玻璃体积掺量为25％时,浆液硬化结石体强度最大,使用更大波美度的水玻璃或者配制合适比例的水泥、粉煤灰和矿粉的复合水泥基A液都可以提升双液注浆材料的抗压强度。     

超细矿渣粉与硅灰对水泥基注浆材料性能影响机理分析

为提高工业废渣的综合利用率,研制出一种绿色环保高性能的注浆材料。选用超细矿渣粉(UFS)和硅灰(SF)替代一定量的水泥,通过正交试验和极差分析法系统地研究了在不同水灰比下掺入不同含量的超细矿渣粉、硅灰以及聚羧酸减水剂(PCE)对注浆材料性能的影响,并对优化后的浆液和纯水泥浆液进行了性能对比及微观试验。结果表明:当超细矿渣粉质量分数从18%增大到20%时,可以增强浆液流动性能,硅灰可以提高结石体抗压强度并减小浆液泌水率,聚羧酸减水剂对降低浆液黏度具有显著效果;以28 d抗压强度和黏度为主要指标,得到浆液的较优配比为水灰比0.70、超细矿渣粉掺量20%(质量分数)、硅灰掺量12%(质量分数)、聚羧酸减水剂掺量0.16%(质量分数)。优化后的浆液泌水率、抗压强度及抗折强度均优于纯水泥浆液。掺入超细矿渣粉和硅灰后,浆液内部生成了钙矾石(AFt)和水化硅酸钙(C-S-H)等凝胶,填充了颗粒间的孔隙,使优化后的浆液结石体强度增大。     

湿陷性黄土地基粉煤灰-水泥复合注浆材料性能试验研究

针对运用注浆法处理湿陷性黄土地基中传统注浆材料渗透性差,成本高等问题,通过进行室内试验,研究了不同配比下的粉煤灰-水泥复合注浆加固材料的各项性能,并对其进行了物质成分及微观结构的分析.结果 表明:各个龄期下的硬化浆体随着粉煤灰掺量及水灰比的增加,其初凝及终凝时间都会延长,早期抗压强度降低,但后期抗压强度仍会缓慢增长;浆体的结石率会随着粉煤灰的增加而增大,但流动度则会减小;浆体的水化产物主要为C-S-H凝胶以及Ca(OH)2.此类注浆材料具有适合的凝结时间及流动度,拥有良好的渗透能力,提高了材料的可注性,其结石率与抗压强度也保证了对湿陷性黄土地基的承载力有提升的作用.     

超细矿渣在水泥砂浆中的应用研究

在普通硅酸盐水泥砂浆中加入济钢产超细矿渣,研究不同掺量的超细矿渣对水泥浆体凝结时间及胶砂流动度、强度的影响.实验结果表明:随着掺量的提高,水泥浆体的初凝时间延长,终凝时间缩短;胶砂流动度随超细矿渣掺量的增大而减小;随超细矿渣掺量的增大,水泥胶砂的3d和28 d强度提高,当质量分数掺量为30％时,水泥砂浆28 d的抗折、抗压强度达到最大,分别达到9.65 MPa和68.44 MPa.     

CFBC脱硫灰和F类粉煤灰对注浆材料性能的影响

研究了分别由CFBC脱硫灰和F类粉煤灰为主要组分制备的注浆材料的性能,对比了水灰比、脱硫灰及F类粉煤灰掺量对浆液流动度、结石率和结石强度等性能的影响。研究表明,注浆浆液的水灰比越大,流动度越低,析水率越大,结石率越低,结石强度也越低。比较而言,脱硫灰掺量对浆液的流动度影响更显著,并能较大幅度地降低浆液的析水率,提高其结石率,而F类粉煤灰掺量对浆液的流动度、析水率和结石率影响较小,即脱硫灰在改善注浆材料的析水率和结石率性能等方面优于F类粉煤灰;两种浆液的结石强度均随其掺灰量增加而降低。     

基于湿陷性黄土地区水泥基浆液优化及耐腐蚀性研究

为解决湿陷性黄土注浆过程中注浆材料的优选问题,设计了五因素四水平的正交试验方案,系统地研究了水灰比、无水硫酸钠、膨润土、粉煤灰和熟石灰等几种因素对注浆材料性能的影响.并对四种不同配比的浆液结石体进行了耐腐蚀性及微观试验.结果表明:水灰比对浆液初始黏度、析水率,结石体抗压强度的影响最为显著,对浆液性能起决定性作用,进而给出了适宜于黄土地区注浆的最优配比;通过耐腐蚀试验得出,优化浆液结石体比纯水泥浆液结石体的密实度更高,耐腐蚀性更好.     

普通水泥与超细水泥注浆性能分析及其黄土注浆效果对比研究

通过析水率、黏度、结石体强度、耐久性等试验,对普通水泥与超细水泥这两种注浆材料进行了材料性能对比研究.结果表明:超细水泥有更好的稳定性,在水灰比大于0.8时,有更低的黏度,其结石体的强度更高,有致密的结构,耐久性好.在黄土的模拟注浆试验中,对注浆的效果进行总结,两种注浆材料劈裂土体形态类似,验证符合力学规律.通过对土体进行土工试验,超细水泥挤密土体的效果更好,其土体抗剪强度提高、压缩性降低比普通水泥注浆土体明显,结果表明超细水泥有着更适合的黄土注浆前景.     

高地温环境下水泥基注浆材料性能研究及配比优化

为探明高地温地下工程中注浆材料的适宜配比,采用L₁₆(4⁵)正交试验,选取水灰比/膨润土掺量、减水剂含量、粉煤灰和矿粉掺量4个因素进行试验,测试了浆液在模拟地温(60℃和80℃)环境中的性能指标。研究结果表明：温度由60℃升至80℃,水泥基浆液析水率降低,黏度增加,凝结时间变短;60℃和80℃环境下结石体抗压强度分别在7 d和3 d达到最大值;水灰比/膨润土掺量对水泥基浆液析水率、黏度和抗压强度起主控作用,粉煤灰掺量对凝结时间影响最大,对抗压强度的影响顺序为水灰比/膨润土掺量>粉煤灰掺量>矿粉掺量>减水剂含量;采用矩阵分析方法,得出60℃和80℃环境浆液的最优配比均为水灰比0.6/膨润土掺量0、减水剂含量0.15%、粉煤灰掺量0、矿粉掺量30%。     

高水灰比条件下pH值对硫铝酸盐水泥水化的影响

研究了高水灰比(1.0)与常规水灰比(0.5)条件下pH值对硫铝酸盐水泥凝结时间和抗压强度的影响,并对其水化产物,孔结构和微观形貌进行了分析.结果 表明:pH值大于13时硫铝酸盐水泥凝结时间大幅缩短;pH值提升到13.5时硫铝酸盐水泥超高水灰比条件下抗压强度大幅提升.高pH值条件下钙矾石产物长径比增大,微观结构更加致密,硬化浆体的总孔隙率和最可几孔径减小.     

HPMC及硼砂对新型防漏高强注浆料性能及微观结构的影响

与传统注浆料相比，防漏高强注浆料具有防漏和高强两大特性，但其过快的凝结速度严重影响施工质量。为了解决凝结速度过快以及泌水问题，研究了羟丙基甲基纤维素(HPMC)和硼砂对防漏高强注浆料凝结温度、凝结时间、保水率、抗折强度和抗压强度的影响。结果表明：当HPMC掺量在0.20%～0.30%(以下掺量均为质量分数)时，硼砂掺量的增加会导致最高凝结温度上升以及恒温时间缩短；掺入HPMC不仅可以提高浆料的保水率，且对注浆料具有一定的缓凝效果，与硼砂同时使用时能增强注浆料的缓凝效果；随着硼砂掺量的增加，浆液结石体的抗折强度和抗压强度呈先增大后减小的变化趋势，HPMC可以减弱硼砂对浆液结石体强度的影响，但是，随着HPMC掺量的增加，浆液结石体强度逐渐降低。当硼砂掺量为0.07%、HPMC掺量为0.25%时，防漏高强注浆料能够在保证良好力学性能条件下获得更好的工作性能，此时，初凝时间达到1 h以上，3 d抗压强度达到36.58 MPa。增加HPMC掺量会导致钙矾石(AFt)晶体由柱状向针状转变，片状单硫型水化硫铝酸钙(AFm)逐渐减少，使结构松散，硼砂掺量为0.07%、HPMC掺量为0.25%时，AFt...