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建築工程水泥水玻璃雙液注漿技術規程

發布時間:2021-08-16 21:06:15

① 水玻璃水泥漿的配製是多少

採用水泥-水玻璃漿液。水泥漿與水玻璃體積比1:0.5;水泥漿水灰比1:1;水玻璃濃度35波美度;水玻璃模數2.4;注漿壓力初壓0.5~1.0MPA;終壓2.0MPA。

② 水玻璃水泥漿的配製是多少

採用水泥-水玻璃漿液,水泥漿與水玻璃體積比1:0.5;水泥漿水灰比1:1。

水泥-水玻璃漿液是以水泥和水玻璃為主劑,兩者按一定的比例,採用雙液方式注入,必要時加入速凝劑和緩凝劑所形成的注漿材料。這種漿液克服了單液水泥漿的凝結時間長且難以控制、動水條件下結石率低等缺點,提高了水泥注漿的效果,擴大了水泥注漿的范圍。適用於隧道大涌水、突泥封堵及岩溶流塑粒土的劈裂固結,在地下水流速較大的地層中採用這種混合型漿液可達到快速堵漏的目的。也可用於防滲和加固注漿,它是隧道施工中的主要注漿漿材。

③ 普通水泥-水玻璃雙液漿

普通水泥-水玻璃雙液漿是將普通水泥漿和水玻璃溶液作為兩種主要成分,按照一定的比例,採用雙液漿灌注工藝進行注漿。由於普通水泥-水玻璃雙液漿凝膠時間短(從幾秒鍾至幾十分鍾可調),注漿體結石率高(達到95%以上),並且具有一定的強度,因此,對於堵水,特別是水壓較高、水流速較快,以及當填充寬度較大的岩溶裂隙時經常採用。普通水泥-水玻璃雙液漿簡稱C-S漿液,C代表水泥(Cement),S代表水玻璃(Silicate)。

3.4.2.1 漿液凝膠機理

在水泥漿中加入水玻璃,水玻璃與硅酸三鈣水化反應生成的氫氧化鈣很快反應,生成凝膠性硅酸鈣。

3CaO·SiO2+nH2O→2CaO·SiO2·(n-1)H2O+Ca(OH)2(水泥水化反應)

Ca(OH)2+Na2O·nSiO2+mH2O→CaO·nSiO2·mH2O↓+2NaOH

3.4.2.2 水玻璃

水玻璃又稱泡花鹼,其主要成分為Na2O·nSiO2

模數M是水玻璃性能的一個重要指標參數,模數M定義為:

地下工程注漿技術

水玻璃模數的大小對注漿影響很大。模數小時,二氧化硅含量低,凝膠時間長,結石體強度低;模數大時,二氧化硅含量高,凝膠時間短,結石體強度高,模數過大過小都對注漿不利,因此,注漿時,一般要求水玻璃模數在2.4~3.4之間較為合適。

水玻璃濃度用波美度Be′表示。波美度與密度ρ之間換算關系如下:

地下工程注漿技術

水玻璃出廠濃度一般為50~56Be′,而現場注漿使用的范圍一般為30~45Be′,有時,為減少水玻璃用量,也可將水玻璃稀釋到20~25Be′。

3.4.2.3 水玻璃離析問題

水玻璃作為普通水泥-水玻璃雙液漿的主要原材料,用量很大。為降低工程造價,一般購置高濃度的濃水玻璃,在現場施工過程中進行稀釋。在工程注漿施工中,為了提高施工效率,施工中水玻璃採取洞外稀釋到設計濃度後,再運入洞內放入水玻璃儲漿桶中待用的方法,因而會造成水玻璃溶液的長時間靜置。水玻璃溶液長時間靜置後,是否會產生較大離析?是否會嚴重影響現場使用?是否需要靜置一段時間後對水玻璃溶液重新進行攪拌均勻?此等一系列問題的解決對於注漿施工質量有著十分重要的影響,因而,應對水玻璃溶液的離析問題進行試驗研究,確定出合理的處理措施。

(1)試驗儀器

量筒、吸管、天平、玻璃棒、溫度計、吸耳球、波美計等。

(2)原材料

水玻璃:模數2.9~3.2 ,濃度37Be′,湖南龍山縣永興民族化工有限責任公司生產。

(3)試驗步驟

1)將37Be′的濃水玻璃稀釋至30Be′,然後分別倒入15個500mL的量筒中,倒入量均為500mL。

2)分別在第1、3、5、7、10天每次用吸管從上到下依次取體積25mL、25mL、50mL、100mL、100mL、100mL 的液體,即總體積的 5%、10%、20%、40%、60%、80%、100%體積點相對應溶液量,用天平稱量出其質量,推算出密度。

3)每次測3組求出其密度平均值,並換算為波美度。

4)分別繪制出第1、3、5、7、10天各體積點的密度圖。

5)根據以上數據繪出離析率與放置時間的關系。

(4)標準的提出

試驗中配置的標准水玻璃溶液的濃度為30Be′。針對普通水泥-水玻璃雙液漿,在現場注漿施工中當水玻璃濃度為25~35Be′時,一般對注漿材料的凝膠時間和抗壓強度等性能指標影響不大,因而可提出如下標准:針對普通水泥-水玻璃雙液漿,當水玻璃濃度選擇採用30Be′時,適宜於正常施工的水玻璃濃度上限為35Be′,下限為25Be′。

(5)試驗一

室內試驗從2001年8月12日開始。經對試驗所獲得的數據分析,得出每天各體積點與密度的關系,如圖3-5。離析率與放置時間關系曲線如圖3-6。

圖3-5 體積百分點的濃度曲線

圖3-6 離析率與放置時間關系曲線

從體積百分點的濃度曲線、離析率與放置時間關系曲線可以看出:

1)水玻璃溶液靜置後,水玻璃的濃度隨體積百分點呈增大的趨勢,這可以說明在水玻璃靜置過程中有一定的離析現象發生,但離析影響度不大,基本不影響其正常使用。分析認為:對於水玻璃而言,水玻璃應溶解於水,但由於並非純水玻璃,因而存在一定的離析現象,但影響不大。

2)靜置一段時間後,當水玻璃溶液的體積百分點大於90%,其離析材料的濃度超過了上限值35Be′,最大濃度達到37.2Be′。據分析,引起濃度變大的原因並不是離析的結果,而是由於原水玻璃存在雜質(體積約為60mL),靜置後雜質沉澱從而引起溶液濃度的上升,因此,在購進水玻璃時,應嚴格控制產品質量。

3)從體積百分點的濃度曲線可以明顯看出:所有溶液在體積點20%時濃度較高,這可能是因為外界溫度較高而引起溶液表面水分的蒸發,同時水玻璃溶液又具有較大的黏度,從而形成表面張力,使得接近表面的溶液濃度較高。

(6)試驗二

本次試驗採用經過沉澱的水玻璃。試驗中同樣配製標准溶液的濃度為30Be′,採取與試驗一相同的試驗方法,並對試驗溶液進行密封,以減少溶液體積的損失。同時取等量(500mL)水於未封閉的量筒中,與溶液進行體積損失對比。

經對試驗所獲得的數據計算分析,得出各體積點與密度的關系曲線如圖3-7所示。

圖3-7 體積百分點與密度的關系曲線

由測試數據和體積百分點與密度的關系曲線來看:

1)由於本次試驗所取的原水玻璃已經經過一段時間的靜置,試驗中溶液的沉澱量比第一次有明顯的減少,沉澱量由第一次的60mL減少到本次的25mL,減少率為58.33%。

2)每天測試的水玻璃濃度隨溶液體積百分點的增加也有一定的上升趨勢,但不是很明顯,可見水玻璃稀釋後產生離析不大,對於離析現象不是因為水玻璃的離析產生,這主要還是由於溶液中含有一定量的雜質引起的。

3)從10天中5次測試結果曲線可以看出:各條曲線的趨勢差異基本一致,且起伏較小,都能滿足標准要求。

4)試驗中所取等量未封閉水在10天內的損失量達75mL,這和第一次試驗中水玻璃損失量50mL相比略大,這充分可以說明在第一次試驗中水玻璃溶液存在水分蒸發損失,同時由於水玻璃表面張力的存在,水玻璃損失較對比試驗中水的損失略小。同時也可以證明試驗一中溶液在體積點為20%時濃度較高主要是因為溶液表面水分的蒸發而導致接近表面的溶液濃度的升高。

(7)結論

從以上兩次試驗可以得出,在正常情況下水玻璃溶液靜置10天之內不會發生較大的離析現象,不會影響其正常的施工性能。所以可以採取洞外稀釋到設計濃度再運進洞內放入水玻璃儲漿桶中使用。但應加強密封和溫度控制,避免其中水分蒸發。

3.4.2.4 漿液配製

(1)普通水泥漿配製。

1)根據預配製水泥漿的體積,按水灰比和緩凝劑摻量計算出所需要的水泥、水和緩凝劑的用量。

2)根據用量,首先在容器中加入水和緩凝劑,強力攪拌,待緩凝劑充分溶解後,加入水泥,強力攪拌,混合均勻。

(2)水玻璃漿配製

水玻璃漿的配製是指高濃度水玻璃的稀釋。水玻璃漿的配製一般有兩種方法。

第一種方法:①根據預配製水玻璃漿的體積,分別計算出稀釋前所需要的濃水玻璃的體積和稀釋用水的體積。

根據質量守恆原理:

地下工程注漿技術

式中:m稀S為稀釋前濃水玻璃質量(g);mW為稀釋過程中加入水的質量(g);m稀S為稀釋後稀水玻璃質量(g)。

根據體積守恆原理(近似計算):

地下工程注漿技術

式中:V濃S為稀釋前濃水玻璃體積(cm3);VW為稀釋過程中加入水的體積(cm3);V稀S為稀釋後稀水玻璃體積(cm3)。

地下工程注漿技術

地下工程注漿技術

地下工程注漿技術

式中:ρ濃S為稀釋前濃水玻璃密度(g/cm3);ρ稀S為稀釋後稀水玻璃密度(g/cm3);ρW為水的密度(g/cm3),取1。

根據以上公式,推導出濃水玻璃和水的用量,計算公式為:

地下工程注漿技術

地下工程注漿技術

公式中ρ濃S、ρ稀S可由下式計算:

地下工程注漿技術

地下工程注漿技術

式中:

為稀釋前濃水玻璃波美度;

為稀釋後稀水玻璃波美度。

②根據用量,首先在容器中加入濃水玻璃,然後加入一定量的水,攪拌均勻即可。

第二種方法:

在濃水玻璃中加入水,邊加水邊攪拌,邊用波美計測試其濃度,到達所需要的稀濃度時為止。

3.4.2.5 主要性能指標

(1)凝膠時間

1)水泥漿濃度對凝膠時間的影響。採用40Be′的水玻璃,水泥漿與水玻璃體積比1∶1 ,採用水泥漿水灰比(簡稱W∶C)分別為0.6∶1、0.75∶1、1∶1、1.5∶1配製漿液,測試漿液凝膠時間,測試結果見表3-4。

表3-4 不同水灰比時水泥-水玻璃雙液漿凝膠時間

根據試驗測試數據,繪制水泥漿水灰比對漿液凝膠時間的影響曲線,如圖3-8。

圖3-8 水灰比對凝膠時間影響曲線

由水泥漿水灰比對凝膠時間影響曲線來看:水灰比越大,漿液凝膠時間越長,因此,在現場注漿施工過程中,可能通過調整水泥漿的配比來獲得較短的凝膠時間,以達到快速堵水目的。

2)水玻璃濃度對凝膠時間的影響。採用水灰比0.5∶1、1∶1、1.5∶1的水泥漿,水泥漿與水玻璃體積比為1∶1,水玻璃濃度分別為35Be′、40Be′、45Be′配製漿液,測試漿液凝膠時間,測試結果見表3-5。

表3-5 不同水玻璃濃度時水泥-水玻璃雙液漿凝膠時間

根據試驗測試數據,繪制水玻璃濃度對漿液凝膠時間的影響曲線,如圖3-9。

圖3-9 水玻璃濃度對凝膠時間影響曲線

由水玻璃濃度對凝膠時間影響曲線來看:水玻璃越濃,漿液凝膠時間越長。

3)水泥漿與水玻璃體積比(簡稱C∶S)對凝膠時間的影響。採用水灰比為1∶1的水泥漿,35Be′的水玻璃,水泥漿與水玻璃體積比按1∶0.3~1∶1配製漿液,測試漿液凝膠時間,測試結果見表3-6。

根據試驗測試數據,繪制水泥漿與水玻璃體積比對凝膠時間的影響曲線,如圖3-10。

表3-6 不同水泥漿與水玻璃體積比時水泥-水玻璃雙液漿凝膠時間

由水泥漿與水玻璃體積比對凝膠時間影響曲線來看:在1∶0.3~1∶1 范圍內,隨著水玻璃用量的減少,漿液凝膠時間縮短。因此,在現場注漿施工中,可以通過注漿泵調節水泥漿與水玻璃的用量比例,以獲得較短的凝膠時間,從而達到快速堵水的目的。

4)緩凝劑摻量對凝膠時間的影響。採用水灰比為1∶1的水泥漿,40Be′的水玻璃,水泥漿與水玻璃體積比為1∶1 ,分別摻入0、2%、2.25%、2.5%緩凝劑(磷酸氫二鈉)配製漿液,測試漿液凝膠時間,測試結果見表3-7。

根據試驗測試數據,繪制緩凝劑摻量對凝膠時間的影響曲線,如圖3-11。

由緩凝劑摻量對凝膠時間影響曲線來看:當緩凝劑摻量小於1.5%時,對凝膠時間緩凝效果不大;當緩凝劑摻量為2%~3%時,有著較好的緩凝效果,因此,為確保注漿工藝的實施,施工中可根據需要,合理地摻加緩凝劑。如施工中需要摻加緩凝劑,應進行室內試驗,同時,應在現場注漿施工中加強凝膠時間的測試。

表3-7 不同緩凝劑摻量時水泥-水玻璃雙液漿凝膠時間

圖3-10 水泥漿與水玻璃體積比對凝膠時間影響曲線

圖3-11 緩凝劑摻量對凝膠時間影響曲線

(2)抗壓強度

1)水泥漿濃度對抗壓強度的影響。採用40Be′的水玻璃,水泥漿與水玻璃體積比1∶1 ,水泥漿水灰比分別為0.6∶1、0.75∶1、1∶1、1.5∶1 配製漿液,測試漿液抗壓強度,測試結果見表3-8。

表3-8 不同水灰比時水泥-水玻璃雙液漿抗壓強度

根據測試數據,繪制水泥漿水灰比對漿液抗壓強度的影響曲線,如圖3-12。

由水泥漿水灰比對抗壓強度影響曲線來看,水灰比越大,漿液抗壓強度越小,同時,當水泥漿水灰比大於1∶1時,早期抗壓強度值較小,因此,在注漿施工過程中,可以通過調整水泥漿的配比來獲得較高的抗壓強度,同時,建議水泥漿水灰比不宜大於1∶1。

圖3-12 水灰比對抗壓強度影響曲線

圖3-13 水泥漿與水玻璃體積比對抗壓強度影響曲線

2)水泥漿與水玻璃體積比對抗壓強度的影響。採用水灰比為1∶1的水泥漿,35Be′的水玻璃,水泥漿與水玻璃體積比按1∶0.3~1∶1 配製漿液,測試漿液抗壓強度,測試結果見表3-9。

表3-9 不同水泥漿與水玻璃體積比時水泥-水玻璃雙液漿抗壓強度

根據測試數據,繪制水泥漿與水玻璃體積比對抗壓強度的影響曲線,如圖3-13。

由水泥漿與水玻璃體積比對抗壓強度影響曲線來看,其間相關性十分復雜。在1∶0.3~1∶0.5之間,體積比越大,漿液抗壓強度越低;在1∶0.5~1∶0.6之間,體積比越大,漿液抗壓強度越高;在1∶0.6~1∶0.7之間,體積比越大,漿液抗壓強度越低;在1∶0.7~1∶1之間,體積比越大,漿液抗壓強度越高。也就是說,當體積比為1∶0.5時,存在著一個抗壓強度高峰值;而在1∶0.6時,存在著一個抗壓強度低峰值。因此,在注漿施工中,進行雙液漿比例調整時,宜採用1∶0.5體積比值。

3.4.2.6 漿液優缺點

優點:①凝膠時間可控,可以達到控域注漿目的。②可注性較好,在擾動後的粉細砂層中有一定的可注性。③早期強度較高,利於注漿後就立即進行開挖施工。

缺點:①顆粒粗,在未擾動的粉細砂層中可注性差。②抗壓、抗剪強度較低,易被高壓水破壞。

3.4.2.7 適用范圍

1)適用於滲透系數大於10-2cm/s中粗砂、粗砂、砂礫石、砂卵石,以及斷層破碎帶注漿堵水工程中。

2)在斷層破碎帶注漿時,如採用單液漿,在注漿過程中注漿壓力長時間不上升時,應採用普通水泥-水玻璃雙液漿注漿,以控制注漿擴散范圍。

3.4.2.8 使用注意事項

1)普通水泥漿宜採用32.5 R、42.5 R普通硅酸鹽水泥配製,以保證強度。

2)注漿材料配比:水泥漿水灰比不宜大於1∶1;水泥漿與水玻璃體積比不宜小於1∶1;緩凝劑慎用,當工藝要求需要延長漿液凝膠時間時,緩凝劑摻量不宜大於2%。

3)水泥漿拌制時,使用普通攪拌機時,漿液攪拌時間不應短於3min;使用高速攪拌機時,漿液攪拌時間不應短於30sec。

4)漿液應隨用隨配,水泥漿攪拌時間大於4 h時不宜使用,應做廢棄處理。

5)現場注漿時操作順序如下:①先注水泥漿,待確定管路及地層吸漿正常時,再開始注水泥-水玻璃雙液漿。②結束注漿時,改注水泥漿約3min,之後,注水。注水時間根據管路長度,通過試驗確定,以確保水不注入地層。③打開泄壓閥泄壓。④拆卸孔口連接,注水對管路進行沖洗。沖洗時,應採用鐵錘等器具由泵體出漿口沿管路敲擊,以徹底使管路通暢。

④ 水玻璃注漿施工方案

固結灌漿施工要點及注意事項
一、鑽孔施工
1、必須按設計要求施工鑽孔,孔位、孔距誤差不得大於5公分,孔斜不大於2º。
2、終孔後必須洗孔,深度必須達到設計要求,孔深誤差不得大於10公分,如果驗孔不合格,必須重新掃孔並沖洗干凈。
3、必須嚴格記錄混凝土、卵石層、基岩深度位置及孔內溶洞、裂隙位置,並及時告知技術人員。
4、段鑽孔施工必須分序按孔號順序進行,未經技術人員同意,不得施工下序孔。
5、及時回答技術人員提出的有關施工方面的問題。
二、灌漿施工
1、鑽孔驗收合格後,必須及時灌漿,相鄰孔不得同時灌漿。
2、基岩灌漿以5:1和2:1漿液為主,壓力控制在0.2~0.5MPa,並按照實際情況作適當調整。進漿量小於1升/分時,連續灌注30分鍾即可結束灌漿。如果2:1灌入吸漿量大時,可變為1:1或0.5:1灌注,如果濃漿吸漿量還是很大,應採用間歇法和加處理劑法灌漿,並及時請示技術人員確定灌漿方案。
3、砂卵石層灌漿,初灌用2:1漿液,如果有灌壓,應多灌該比級漿液,灌壓大於0.2MPa時,可不變換漿液濃度。如果吸漿量不變或增大而灌壓不上升時,可變濃一級漿液灌注,直至吸漿量變小灌壓升高(應控制在0.2~0.3MPa)時,才不變水灰比。當濃漿水灰比達到0.5:1仍無灌壓時,應加砂、粉煤灰、鋸末、水玻璃、海帶等材料進行處理,並及時請示技術人員確定處理方案。
4、灌壓控制范圍 :
10-20m段基岩 0.3~0.5MPa
7-10m段基岩 0.3~0.4Pa
0.5-7m段卵石及基岩強風化段 0.1~0.2MPa
5、灌漿時必須嚴格按要求進行分段灌漿。止漿塞應止塞好。灌漿中,必須隨時觀察有無串漿、冒漿情況,如果串漿,必須將串漿孔止塞封閉,如果地層冒漿,應及時降壓,限量灌入,採用濃漿閉漿法施工。
6、固結灌漿宜在有混凝土覆蓋的情況下進行。鑽孔灌漿必須在相應部位的混凝土達到50%設計強度後,方可開始。
7、固結灌漿應按分序加密的原則進行,可分為二序或三序施工;安排總體工程進度時,對固結灌漿施工時間應作合理安排。
8、固結灌漿孔相互串漿時,可採用群孔並聯灌注,孔數不宜多於3個,並應控制壓力,防止混凝土面或岩石面抬動。
9、固結灌漿漿液比級和變換,可參照帷幕灌漿的規定根據工程具體情況確定。
10、固結灌漿,在規定的壓力下,當注入率不大於0.4L/min時,繼續灌注30min,灌漿可以結束;固結灌漿孔封孔應採用「機械壓漿封孔法」或「壓力灌漿封孔法」。
11、當壓力達到設計值時,嚴禁升壓灌漿。嚴禁開盤用濃漿。
12、其它按技術規范和現場技術人員的有關指令執行。

⑤ 水泥水玻璃雙液漿是什麼

首先水玻璃是由鹼金屬氧化物和二氧化硅結合而成的可溶性鹼金屬硅酸鹽材料,又稱泡花鹼。
水泥水玻璃漿液則是以水泥和水玻璃為主劑,兩者按一定的比例,採用雙液方式注入,必要時加入速凝劑和緩凝劑所形成的注漿材料。
這種漿液克服了單液水泥漿的凝結時間長且難以控制、動水條件下結石率低等缺點,提高了水泥注漿的效果,擴大了水泥注漿的范圍。適用於隧道大涌水、突泥封堵及岩溶流塑粒土的劈裂固結,在地下水流速較大的地層中採用這種混合型漿液可達到快速堵漏的目的。也可用於防滲和加固注漿,它是隧道施工中的主要注漿漿材。漿液可控性好,凝膠時間可准確控制在幾秒至幾十分鍾范圍內;漿液凝結後的結石率高;該漿液適宜於0.2MM以上裂隙及1MM以上粒徑的砂層使用

⑥ 新型建築材料如何進入設計規范目錄

註:本次目錄更新根據中國建築工業出版社最新<2014年07月年版>整理。

1. 地基與基礎關注公號建築施工資料,領取資料課件

⑦ 求一個水泥水玻璃雙漿配比 要求凝結時間為2分鍾

採用水泥-水玻璃漿液,
水泥漿與水玻璃體積比1:0.5;
水泥漿水灰比1:1。

⑧ 超細水泥-水玻璃雙液漿

超細水泥具有顆粒細,可注入性好的優點,超細水泥在我國壩基工程裂縫處理施工中已多有採用。採用超細水泥替代普通水泥,配製超細水泥-水玻璃雙液漿,能達到砂類地層「注漿堵水、固結砂層」的目的。超細水泥-水玻璃雙液漿簡稱MC-S漿。

(1)原材料

1)超細水泥(簡稱MC):浙江金華華夏灌漿材料廠20μm超細水泥。

2)水玻璃(簡稱S):廣州人民化工廠51Be′,模數M=2.5。

3)緩凝劑:工業品,磷酸氫二鈉,分子式為Na2HPO4

(2)漿液配製

超細水泥-水玻璃雙液漿和普通水泥-水玻璃雙液漿配製相同,即首先配製超細水泥漿和水玻璃漿兩種單液漿,然後將兩種單液漿混和即可。

(3)主要性能指標

1)凝膠時間。超細水泥-水玻璃雙液漿的凝膠時間主要受超細水泥漿水灰比、水玻璃濃度、超細水泥漿和水玻璃體積比、緩凝劑摻量(緩凝劑摻量指占超細水泥的重量百分比),以及溫度的影響。採用不同的配比條件配製漿液,測試漿液凝膠時間。測試結果見表3-12、3-13、3-14。

表3-12 超細水泥-水玻璃雙液漿凝膠時間

備註:1.試驗溫度為20℃;2.水玻璃濃度為35Be′。

表3-13 水玻璃濃度對漿液凝膠時間影響

備註:1.試驗溫度為20℃;2.MC∶S=1∶1、W∶MC=1∶1、緩凝劑摻量為1%。

表3-14 溫度對漿液凝膠時間影響

備註:W∶MC=1∶1、MC∶S=1∶1、緩凝劑摻量為1%、水玻璃濃度為35Be′。

根據試驗數據繪制漿液凝膠時間同超細水泥漿水灰比、水玻璃濃度、超細水泥漿和水玻璃體積比、緩凝劑摻量,以及溫度的關系曲線,見圖3-15、3-16、3-17、3-18、3-19。

根據圖3-15~圖3-19可以得出如下結論:

①隨著超細水泥漿水灰比的增大,漿液的凝膠時間增長。②隨著超細水泥漿和水玻璃體積比的增大,漿液的凝膠時間縮短。③隨著緩凝劑摻量的增加,漿液的凝膠時間增長。④水玻璃濃度同漿液凝膠時間成線形增長關系。⑤隨著溫度的升高,漿液的凝膠時間縮短。一般溫度每升高10℃,漿液的凝膠時間縮短1~2倍。

圖3-15 水灰比對凝膠時間影響曲線

圖3-16 水泥漿與水玻璃體積比對凝膠時間影響曲線

圖3-17 緩凝劑摻量對凝膠時間影響曲線

圖3-18 水玻璃濃度對凝膠時間影響曲線

圖3-19 溫度對凝膠時間影響曲線

2)抗壓強度。採用不同的超細水泥漿水灰比,超細水泥漿和水玻璃體積比,以及緩凝劑摻量配製漿液,測試漿液結石體抗壓強度,測試結果見表3-15。

根據試驗數據,繪制漿液抗壓強度同超細水泥漿水灰比、超細水泥漿和水玻璃體積比,以及緩凝劑摻量的關系曲線,見圖3-20、3-21、3-22。

表3-15 超細水泥-水玻璃雙液漿抗壓強度

註:1.水玻璃濃度為35Be′;2.試驗溫度為20℃。

圖3-20 水灰比對抗壓強度影響曲線

圖3-21 水泥漿與水玻璃體積比對抗壓強度影響曲線

圖3-22 緩凝劑摻量對抗壓強度影響曲線

根據圖3-20~圖3-22可以得出如下結論:

①隨著超細水泥漿水灰比增大,漿液抗壓強度減小。特別在水灰比為1∶1~2∶1 之間,水灰比對漿液的抗壓強度影響極大。當水灰比大於2∶1時,漿液的抗壓強度較小,且抗壓強度比較接近。

②隨著超細水泥漿和水玻璃體積比的增大,漿液抗壓強度減小(W∶MC =1∶1 ,緩凝劑摻量1%時除外)。

③隨著緩凝劑摻量增加,漿液抗壓強度減小。特別在水灰比為1∶1時,漿液抗壓強度急劇減小。結合水灰比對抗壓強度影響曲線和緩凝劑摻量對抗壓強度影響曲線來看,緩凝劑摻量不宜大於2%,否則,對漿液抗壓強度損失較大。

3)黏度。採用NDJ-1 型旋轉黏度計在室溫20℃時測試配比為W∶MC=2∶1、MC∶S=1∶1、緩凝劑摻量1%漿液的黏度。根據測試結果,繪制漿液的凝膠化曲線,見圖3-23。

由超細水泥-水玻璃雙液漿凝膠化曲線可以看出,漿液初始黏度低,只有1.2cp,漿液在70%時間前黏度大體變化不大,滲透性能較好,在隨後的時間里,黏度隨時間有明顯的突變而產生固結。此種變化曲線對注漿堵水十分有利。

圖3-23 超細水泥-水玻璃雙液漿凝膠化曲線

4)漿液可注性。模擬注漿條件,採用W∶MC=3∶1、MC∶S=1∶1、水玻璃濃度35Be′、緩凝劑摻量1%的配比進行漿液的可注性試驗,注漿壓力分別為0.2MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa。注漿結束後開挖觀察,漿液在注漿壓力為0.2MPa時均勻滲透,滲透距離為3cm;在注漿壓力為0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa 時產生層流脈狀劈裂,滲透距離分別為3.5cm、8cm、15cm。繪制注漿壓力和滲透距離關系曲線,如圖3-24。

圖3-24 注漿壓力和滲透距離關系曲線

由注漿壓力和滲透距離關系曲線可以看出:在注漿壓力為0.4~0.6MPa條件下,產生脈狀劈裂擴散,注漿壓力和滲透距離成正比。試驗結果符合懸濁液滲透理論公式。根據試驗結果和理論公式,可以看出:在適當提高注漿壓力情況下,漿液擴散能力會得到提高。

(4)漿液優缺點

1)優點。①可注性最好,在粉細砂層中能得到較細的劈裂脈。②凝膠時間可控,可達到控域注漿目的。③早期強度較高,利於注漿後就立即進行開挖施工。

2)缺點。①抗壓、抗剪強度較低,易被高壓水破壞。②單價較高。

(5)適用范圍

適用於動水粉細砂層的注漿堵水及加固。

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