第五节-常用无机注浆材料

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灌浆工程常用的施工材料(3篇)

灌浆工程常用的施工材料(3篇)

第1篇1. 水泥灌浆材料:水泥灌浆材料是最常见的灌浆材料,主要由水泥、水、添加剂等组成。

水泥灌浆材料具有成本低、来源广、施工方便等优点。

根据水泥的种类,可分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥等。

水泥灌浆材料适用于大多数灌浆工程,如混凝土结构的加固、裂缝修补、防水等。

2. 水玻璃灌浆材料:水玻璃灌浆材料由水泥、水和水玻璃按一定比例配制而成。

水玻璃灌浆材料具有结石强度高、抗渗性能好、凝固时间可调等优点。

适用于要求较高的灌浆工程,如地下工程、水利工程等。

3. 环氧树脂浆料:环氧树脂浆料是一种高性能灌浆材料,主要由环氧树脂、稀释剂、固化剂、促凝剂、填充料等组成。

环氧树脂浆料具有强度高、粘接力强、抗腐蚀、抗老化等优点。

适用于对灌浆材料性能要求较高的场合,如机械设备安装、桥梁加固、隧道防水等。

4. CGM灌浆料:CGM灌浆料是一种高强、早强、无收缩、大流态的水泥基复合材料。

CGM灌浆料具有自流平、无需振捣、无施工噪音等特点,适用于机械设备安装、混凝土结构的加固修补等工程。

5. 二次灌浆料:二次灌浆料是一种早强、无收缩、大流态的水泥基复合材料。

二次灌浆料主要用于地脚螺栓锚固、桩基工程等,具有自流平、无需振捣、无施工噪音等特点。

6. 桩端后注浆材料:桩端后注浆材料主要用于桩基工程,如钻孔灌注桩、预应力混凝土桩等。

桩端后注浆材料主要包括水泥浆液、水泥与其它材料的混合浆液等。

桩端后注浆材料具有提高桩端承载力、改善桩土界面条件等优点。

在灌浆工程中,选择合适的灌浆材料至关重要。

以下是一些选择灌浆材料时应考虑的因素:1. 灌浆目的:根据灌浆目的选择合适的灌浆材料,如加固、补强、防水等。

2. 工程环境:考虑工程所处的地质条件、气候条件、水质等因素,选择适合的灌浆材料。

3. 施工要求:根据施工工艺、施工环境等要求,选择易于施工、性能稳定的灌浆材料。

4. 成本控制:在满足工程需求的前提下,尽量选择成本较低的灌浆材料。

注浆材料有哪些

注浆材料有哪些

注浆材料有哪些注浆材料是指在建筑工程中用于注浆作业的材料,主要用于修复混凝土结构、加固岩体、处理地下水问题等。

注浆材料的选择对工程质量和效果有着至关重要的影响,因此需要我们对注浆材料有一个清晰的了解。

下面将介绍一些常见的注浆材料及其特点。

1. 水泥浆。

水泥浆是一种常见的注浆材料,主要由水泥、砂和水按一定比例配制而成。

水泥浆具有硬化迅速、强度高、耐腐蚀等优点,适用于一般混凝土结构的修复和加固。

2. 硅酸盐水泥浆。

硅酸盐水泥浆是一种无机水泥基材料,具有优异的抗渗透性和耐化学腐蚀性能,适用于地下水处理和混凝土结构的加固。

3. 聚氨酯浆料。

聚氨酯浆料是一种双组分注浆材料,具有优异的粘结性能和耐水性能,适用于地下水处理和土壤加固。

4. 硅酸盐树脂浆料。

硅酸盐树脂浆料是一种新型注浆材料,具有高强度、高粘结性和耐化学腐蚀性能,适用于岩体加固和混凝土结构的修复。

5. 聚合物浆料。

聚合物浆料是一种环保型注浆材料,具有低粘度、高渗透性和良好的粘结性能,适用于细小裂缝和渗漏处理。

6. 钢筋水泥浆。

钢筋水泥浆是一种含有特殊添加剂的注浆材料,具有高强度、高粘结性和耐腐蚀性能,适用于混凝土结构的加固和修复。

7. 聚合物水泥浆。

聚合物水泥浆是一种新型注浆材料,具有高强度、高粘结性和良好的耐候性能,适用于地下水处理和混凝土结构的修复。

以上是一些常见的注浆材料及其特点,不同的工程需要选择适合的注浆材料进行施工,以保证工程质量和效果。

在选择注浆材料时,需要考虑工程的具体情况、使用环境和施工要求,同时也要遵循相关的标准和规范,确保注浆作业的安全和可靠。

希望以上内容能够对大家有所帮助,谢谢阅读!。

第五章 注浆机具及材料

第五章  注浆机具及材料

第五章注浆机具及材料5.1钻机5.2注浆泵及配套材料5.3搅拌机5.4混合器5.5注浆管材5.6孔口管2 孔口管安装方案设计与试验2.1 孔口管安装方案在高压富水区施作注浆堵水措施,成功快速牢固地安设好孔口管是注浆能否正常、安全进行的前提。

参照以往的施工经验,我们选择了三种孔口管固定方案。

方案一是利用钻孔,直接采用麻丝+速凝高强水泥系材料固定孔口管,如图1;方案二是利用钻孔,采用麻丝+锚杆固定孔口管,如图2;方案三采取模筑砼直接将孔口管固定。

对三种孔口管固定方案进行比较分析,如表1所示。

表1 孔口管固定方案比较表经对以上三种方案进行比较,从锚固力、可靠性、工期性等多个方面综合考虑,暂以第二种方案作为首选方案进行现场试验。

探水孔施工时,我们对方案二进行了试验。

现场试验施工工艺流程如图3所示。

按照施工工艺流程,我们进行了孔口管的安设,之后根据开孔槽位置钻设锚杆孔。

在施工中发现,施工中采用YT-28风钻成孔,钻孔精度较难控制。

钻孔时钻设了5个钻孔,但只有一个孔能满足要求,其余均无法准确固定孔口管。

对较差的固孔方式进行破坏试验,由于基面不平整,拉力器支撑条件不能稳固支撑,加上锚杆拉力器可移动距离较小,因而试验过程中虽经过多次调试均未能获得拉拔力测试结果。

图3 施工工艺流程图Picture 3 the flow chart of constructing craftwork根据试验中存在的问题,我们对方案二固孔方式进行了优化:①扩大孔口管固定件开孔槽;②施工中顶进孔口管后,直接从孔口管固定件开孔槽中钻孔并安设锚杆固定;③采用钻机进行拉拔试验。

随后在2001.8.18工程PDK353+300.6~+330.6探水施工中,对孔口管按优化方案进行试验。

试验中仍然存在锚杆孔钻设困难的问题。

孔口管安设后,利用钻机,采用钢丝绳,用9MPa拉力无法将孔口管拉出。

根据现场钻机的性能指标,拉力为21kN。

经对孔口管方案二(采用锚杆安装)进行试验,该方案具有以下缺点:①钻设2根锚杆时耗时过长,约需2~3个小时;②锚杆钻设时,钻机需停止工作,使钻注总时间受到影响;③由于钻机移位比较困难,在钻机不移动情况下,影响锚杆孔的钻设;倘若移动钻机则需耗时,且钻机归位后完全调整到原来的位置存在较大难度。

注浆材料分类及选择

注浆材料分类及选择

4 注浆材料的分类及选定4.1 注浆材料的分类根据注浆材料的使用范围和效果等因素可分为四大类:(1)水玻璃浆材。

目前可以说(特别是酸性和中性水复合型水玻璃、气液反应型水玻璃及水玻璃+水泥类等)的使用率极高,其中以日本和东南亚各国及台湾、香港等地区为最。

(2)水泥类浆材:(普通水泥、超细水泥、湿磨水泥、硅粉)的使用在国际上也较为普遍。

(3)高分子浆材。

在日本一些国家除殊情况外一般不太使用,但在俄国和东欧一些国家依然使用。

(4)水泥加膨润土浆液。

以法国为代表的欧洲国家都习惯于先注水泥、膨润土其目的是充填大的空隙,使地层均质,以防地下水造成的浆液流失和稀释然后,注入胶结时间长且渗透速度慢的水玻璃浆液,构成阻止颗粒间的渗透帷幕,使强度有一定提高,必要时注入高分子浆材进一步提高强度。

4.2 注浆材料的选定注浆材料应根据堵水要求、加固要求,以及是否作为永久性支护结构等方面,并从无毒性、无污染这一角度综合考虑进行选择。

目前国内外常用的注浆材料可基本分为水泥基浆液和非水泥基浆液。

水泥基浆液是指以水泥为基本主要材料所配制的浆液。

常用的有普通水泥单液浆、超细水泥(MC)单液浆以及特制硫铝酸盐水泥(HSC)浆等等。

非水泥基浆液是指水泥基浆液以外的其它注浆材料,例如改性水玻璃、环氧树脂等等。

隧道所用的注浆材料应满足耐久性和环保的要求,水泥基浆材具有耐久性好、无毒无污染等优点,因此注浆材料宜以水泥基浆材为主。

4.2.1 普通水泥单液浆普通水泥中按比例加入一定量的水及相应的外加剂经搅拌而成的浆液称为普通水泥单液浆,其主要特点是结石体具有较高的抗压、抗剪强度,能有效地提高地层的承载能力,且其抗渗性能好,材料来源丰富,价格低廉,注浆工艺相对简单;但由于其颗粒粒径大,在致密的粘土和砂层及微小裂隙条件下渗透困难,而且其凝胶时间不易调节,注浆过程中浆液易流失,因此其应用受到一定的限制。

单液水泥浆的配比和结石体的主要性能如下表。

单液水泥浆的配比和结石体的主要性能注:1、采用42.5R 普通硅酸盐水泥;2、测定资料均为平均值。

常用无机注浆材料

常用无机注浆材料

常用无机注浆材料一、水泥浆材水泥作为注浆材料具有强度高、耐久性好、无毒、材料来源广、价格低廉等优点。

它是使用最早、应用最广的注浆材料之一,一般注浆施工优先选用普通水泥。

在细裂隙和微孔地层中,其可灌性虽不如化学浆材好,但若采用劈裂灌浆原理,则不少弱透水地层都可用水泥浆进行有效的加固。

因此,水泥浆在国内外灌浆工程中一直是用途最广和用量最大的浆材。

以水泥为主包括添加一定量的外加剂,用水配制成浆液,采用单液方式注入,这样的浆液称为单液水泥浆。

所谓外加剂,系指水泥的早强剂、速凝早强剂、塑化剂、悬浮剂等。

1 .纯水泥浆的基本性能所谓纯水泥浆是指不包括附加剂,只有水泥和水调制而成的浆液,在室内做了有关纯水泥浆性能的试验,其结果见表8-4 。

从试验结果可以看出,随着水灰比的增大,水泥浆的粘度、密度、结石率、抗压强度等都有十分明显的降低,初凝、终凝时间逐步延长。

2 .外加剂为了满足实际工程需要,一般都要加入外加剂来调节水泥浆的性能。

( 1 )水泥的速凝剂它是一种能够缩短水泥凝固时间的化学药剂。

水泥速凝剂的种类很多,有氯化钙、食盐、水玻璃、纯碱、石膏、硫酸钠、碳酸钾、漂白粉等。

复合特效速凝剂有红星一号、阳泉Ⅰ形和“ 711 ”型速凝剂。

在一般情况下,水泥浆还是采用古老的办法,即是在水泥浆中加入占水泥重量5% 以下的氯化钙或占水泥重量3% 以下的水玻璃(水玻璃也是一种常用的速凝剂,加入量为2% ~3% 时,凝固期可缩短30% ~40% 。

但如果加入量少于2% ,则有延长初凝时间的作用),其作用原理见前面有关章节,这里不再赘述。

在此只列出几种外加剂的试验效果,见表8-5 。

“ 711 ”型速凝剂起速凝作用的主要成分是铝酸钠,它是氧化铝与碳酸钠在高温作用下的产物。

掺有“ 711 ”型速凝剂的水泥净浆性能见表8-6 。

( 2 )水泥的速凝早强剂为了控制水泥浆的扩散范围,缩短注浆工程的时间和提高注浆堵水效果,加入速凝早强剂将起到很好的效果。

工程注浆材料

工程注浆材料

2.1 注浆材料概述
理想浆液的标准:

初始粘度低、流动性好,可注性强,能渗透到细小裂隙或孔隙内。
凝胶时间可以在几秒~数小时范围内任意调整,能准确控制。 稳定性好,在常温、常压下不变质,不受温度、湿度变化影响。 无毒、无臭,不污染环境,对人体无害,属非易燃和易爆品。 对注浆设备、管道、混凝土结构物等无腐蚀性,易清洗。 固化时无收缩,固化后与岩土体和混凝土等有一定的粘结力。 结石体具有一定抗压、抗拉强度,抗渗、抗冲刷及耐老化好。 材料来源丰富,价格便宜。

我国配套的施工技术、工艺、注浆机具和检测手 段相应地获得了重大的发展。 形成配套注浆设备:钻孔机具、高压注浆泵、 高压耐磨阀门、高速搅拌机、止浆装置、自动 纪录仪、集中制浆系统等。 形成多种宏观和微观的检测手段:从目测样品、 压水试验等常规方法,发展到声波监测、变形 检测、电子显微镜等。 发展了高压注浆为代表各种注浆技术:整套注 浆技术、水泥浓浆注浆技术、水泥浆液和化学 浆液联合注浆技术等。
其它有机类注浆材料
(1)环氧树脂类浆液 环氧树脂是一种高分子材料,具有强度高、粘 结力强、收缩性小、化学稳定性好、能在常温 下固化等性能。 作为注浆材料则存在一些问题,如浆液粘度大、 可注性小、憎水性强、与潮湿裂缝联结力差等。 经过国内外的广泛研究和应用,环氧树脂应用 范围从混凝土的补强发展到固结岩体裂隙和固 砂。 因环氧树脂注浆材料的内聚力均大于混凝土的 内聚力,因而对于恢复混凝土结构的整体性, 能起很好的作用。

应用途径:(1)超细水泥的直接应用——必须加 外加剂 (2)水泥浆液与外加剂的再加工—— 湿式球磨
水泥粘土类浆液

在水泥浆中加入一定量粘土的浆液称为:水泥粘土 类浆液。

注浆材料有哪些

注浆材料有哪些

注浆材料有哪些
注浆材料是指用于加固混凝土结构、填充空隙、修补裂缝等工程中的材料。


建筑工程中,注浆材料起着非常重要的作用,能够有效提高混凝土结构的强度和稳定性。

那么,注浆材料有哪些呢?接下来我们将对常见的注浆材料进行介绍。

首先,水泥浆是最常见的注浆材料之一。

水泥浆是由水泥、砂浆和水按一定比
例混合而成的,具有较高的粘结力和耐久性。

在注浆工程中,水泥浆常用于填充混凝土结构中的空隙和裂缝,能够有效加固和修补混凝土结构。

其次,聚合物浆料也是常用的注浆材料之一。

聚合物浆料是由聚合物树脂、胶
凝材料和添加剂组成的,具有较好的流动性和粘结性。

聚合物浆料在注浆工程中能够形成柔韧的封堵层,填充混凝土结构中的微裂缝,提高混凝土结构的抗渗性和抗压性。

另外,膨胀剂浆料也是常用的注浆材料之一。

膨胀剂浆料是由水泥、砂浆、膨
胀剂和水按一定比例混合而成的,具有较好的膨胀性和流动性。

膨胀剂浆料在注浆工程中能够填充混凝土结构中的空隙和微裂缝,形成压实的封堵层,提高混凝土结构的抗渗性和抗压性。

此外,环氧树脂浆料也是常用的注浆材料之一。

环氧树脂浆料是由环氧树脂、
固化剂和填料组成的,具有较好的粘结性和耐腐蚀性。

环氧树脂浆料在注浆工程中能够形成坚固的封堵层,填充混凝土结构中的微裂缝,提高混凝土结构的耐久性和稳定性。

综上所述,注浆材料包括水泥浆、聚合物浆料、膨胀剂浆料和环氧树脂浆料等。

不同类型的注浆材料具有不同的特性和适用范围,施工时需要根据具体的工程要求和混凝土结构的情况选择合适的注浆材料,以确保工程质量和安全性。

希望以上内容能对您有所帮助。

第五节 常用无机注浆材料

第五节 常用无机注浆材料

第五节常用无机注浆材料一、水泥浆材水泥作为注浆材料具有强度高、耐久性好、无毒、材料来源广、价格低廉等优点。

它是使用最早、应用最广的注浆材料之一,一般注浆施工优先选用普通水泥。

在细裂隙和微孔地层中,其可灌性虽不如化学浆材好,但若采用劈裂灌浆原理,则不少弱透水地层都可用水泥浆进行有效的加固。

因此,水泥浆在国内外灌浆工程中一直是用途最广和用量最大的浆材。

以水泥为主包括添加一定量的外加剂,用水配制成浆液,采用单液方式注入,这样的浆液称为单液水泥浆。

所谓外加剂,系指水泥的早强剂、速凝早强剂、塑化剂、悬浮剂等。

1 .纯水泥浆的基本性能所谓纯水泥浆是指不包括附加剂,只有水泥和水调制而成的浆液,在室内做了有关纯水泥浆性能的试验,其结果见表8-4 。

从试验结果可以看出,随着水灰比的增大,水泥浆的粘度、密度、结石率、抗压强度等都有十分明显的降低,初凝、终凝时间逐步延长。

2 .外加剂为了满足实际工程需要,一般都要加入外加剂来调节水泥浆的性能。

(1 )水泥的速凝剂它是一种能够缩短水泥凝固时间的化学药剂。

水泥速凝剂的种类很多,有氯化钙、食盐、水玻璃、纯碱、石膏、硫酸钠、碳酸钾、漂白粉等。

复合特效速凝剂有红星一号、阳泉Ⅰ形和“ 711 ”型速凝剂。

在一般情况下,水泥浆还是采用古老的办法,即是在水泥浆中加入占水泥重量5% 以下的氯化钙或占水泥重量3% 以下的水玻璃(水玻璃也是一种常用的速凝剂,加入量为2% ~3% 时,凝固期可缩短30% ~40% 。

但如果加入量少于2% ,则有延长初凝时间的作用),其作用原理见前面有关章节,这里不再赘述。

在此只列出几种外加剂的试验效果,见表8-5 。

“ 711 ”型速凝剂起速凝作用的主要成分是铝酸钠,它是氧化铝与碳酸钠在高温作用下的产物。

掺有“ 711 ”型速凝剂的水泥净浆性能见表8-6 。

(2 )水泥的速凝早强剂为了控制水泥浆的扩散范围,缩短注浆工程的时间和提高注浆堵水效果,加入速凝早强剂将起到很好的效果。

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第五节常用无机注浆材料一、水泥浆材水泥作为注浆材料具有强度高、耐久性好、无毒、材料来源广、价格低廉等优点。

它是使用最早、应用最广的注浆材料之一,一般注浆施工优先选用普通水泥。

在细裂隙和微孔地层中,其可灌性虽不如化学浆材好,但若采用劈裂灌浆原理,则不少弱透水地层都可用水泥浆进行有效的加固。

因此,水泥浆在国内外灌浆工程中一直是用途最广和用量最大的浆材。

以水泥为主包括添加一定量的外加剂,用水配制成浆液,采用单液方式注入,这样的浆液称为单液水泥浆。

所谓外加剂,系指水泥的早强剂、速凝早强剂、塑化剂、悬浮剂等。

1 .纯水泥浆的基本性能所谓纯水泥浆是指不包括附加剂,只有水泥和水调制而成的浆液,在室内做了有关纯水泥浆性能的试验,其结果见表8-4 。

从试验结果可以看出,随着水灰比的增大,水泥浆的粘度、密度、结石率、抗压强度等都有十分明显的降低,初凝、终凝时间逐步延长。

2 .外加剂为了满足实际工程需要,一般都要加入外加剂来调节水泥浆的性能。

( 1 )水泥的速凝剂它是一种能够缩短水泥凝固时间的化学药剂。

水泥速凝剂的种类很多,有氯化钙、食盐、水玻璃、纯碱、石膏、硫酸钠、碳酸钾、漂白粉等。

复合特效速凝剂有红星一号、阳泉Ⅰ形和“ 711 ”型速凝剂。

在一般情况下,水泥浆还是采用古老的办法,即是在水泥浆中加入占水泥重量5% 以下的氯化钙或占水泥重量3% 以下的水玻璃(水玻璃也是一种常用的速凝剂,加入量为2% ~3% 时,凝固期可缩短30% ~40% 。

但如果加入量少于2% ,则有延长初凝时间的作用),其作用原理见前面有关章节,这里不再赘述。

在此只列出几种外加剂的试验效果,见表8-5 。

“ 711 ”型速凝剂起速凝作用的主要成分是铝酸钠,它是氧化铝与碳酸钠在高温作用下的产物。

掺有“ 711 ”型速凝剂的水泥净浆性能见表8-6 。

( 2 )水泥的速凝早强剂为了控制水泥浆的扩散范围,缩短注浆工程的时间和提高注浆堵水效果,加入速凝早强剂将起到很好的效果。

一般水泥的速凝早强剂是复合附加剂,品种如水玻璃、三乙醇胺加氯化钠及二水石膏加氯化钙等,其对浆液的影响见表8-7 。

三乙醇胺可用与二乙醇胺混合液代替,成本可大大降低。

( 3 )水泥的分散剂和悬浮剂纯水泥浆由水和水泥按一定的比例混合而成,常用的水灰比变化在0.5 ∶1 ~5 ∶1 之间,高水灰比仅对提高浆液的可灌性有利,而对岩土加固意义不大。

为了降低水泥浆的粘度,提高浆液的流动性,增加浆液的可注性,往往要加入分散剂。

另外单液水泥浆易沉淀析水,为了使水泥颗粒能较长时间悬浮于水中,就需要加入悬浮剂。

实际上分散剂跟悬浮剂很难严格区别开来,有些药剂加入水泥浆之后,既能起到分散作用,又能起到悬浮作用。

悬浮剂有膨润土、高塑粘土。

分散剂(塑化剂)常用亚硫酸盐纸浆废液、食糖、硫化钠等,以增加浆液的可注性。

其作用机理见前面有关章节。

( 4 )水泥的其他外加剂根据工程需要,往往在水泥浆中加入其他一些外加剂,如缓凝剂、流动剂、加气剂、膨胀剂、防析水剂等(表8-8 ),以满足注浆工程的特殊需要,值得注意的是由于具体使用的水泥品种和牌号、出厂日期以及各种添加剂的质量不尽相同,故使用之前应根据施工条件的具体情况,先进行小型实验,以确定切实可行的配方。

灌浆工程中最常用的是普通硅酸盐水泥,有时也采用矿碴硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥等。

火山灰与高炉矿碴一样,其本身只有很小的或者没有胶凝性质,但在细分散状态下却能与水泥浆中的游离石灰进行化学作用,生成一种稳定的能产生强度的新化合物,其反应式如下所示:Ca(OH) 2 +SiO 2 + (n -1 )H 2 O → CaO · SiO 2 +H 2 O但要注意,这些水泥的早期强度较低,凝结速度较慢,而且这些外加材料的比重较小,活性较低,在灌浆过程中可能被分离而单独沉积在一起,从而失去上述方程的反应条件,使浆液长时间不硬结,在采用较稀浆液时更容易出现此类现象。

值得一提的是普通的水泥浆因其颗粒相对较粗,其渗入能力受到限制,一般只能灌注大于0.2 ~0.3mm 的裂缝或孔隙,许多情况下不得不求助于昂贵的化学灌浆材料去解决水泥浆不能灌注的微细缝隙,有些化学灌浆材料还存在环境污染问题。

日本率先用干磨法制成d 50 为4 μ m ,比表面积约8 000cm 2 /g 的MC 超细水泥,可灌入渗透系数为10 - 3 cm /s 的中细砂层。

后由我国水科院研制出水平相近的SK 型超细水泥,并在二滩水电站坝基中试用成功。

浙江大学等单位研制出更细的CX 型超细水泥,其 d 50 为 3 ~4 μ m ,已在新安江大坝等灌浆工程中成功地应用。

此外,日本后来又用湿磨法制成 d 50 为3 μ m 的超细水泥。

法国则用去除水泥中较大颗粒的办法制成颗粒小于10 μ m 的“微溶胶”浆液,解决了一些工程难题。

超细水泥除生产方法比较复杂和造价较高外,在技术上还存在一个不容忽视的问题,即这种水泥由于细度高和比表面积大,配制成流动性较好的浆液需水量较大,保水性又很强,把这种浆液灌入地层后将因多余水分不易排除而使结石强度显著降低。

解决这一矛盾的办法是采用较小的水灰比并用高效减水剂改善浆液的流动性。

二、粘土水泥浆粘土是含水的铝硅酸盐,其矿物成分主要为高岭石、蒙脱石及伊利石。

膨润土是一种水化能力极强、膨胀性大和分散性很高的活性粘土,在国内外工程中被广泛采用。

根据施工目的和要求的不同,粘土可看作是水泥浆的附加剂如悬浮剂,掺用量较少,主要用来改善水泥浆的稳定性,对其他性能影响甚微;也可当作灌浆材料使用,掺入量有时比水泥量还要多,故单列为一类,称为水泥粘土类浆液。

作为主材料使用则将对浆液的物理力学性质产生重大的影响。

粘土作为灌浆材料具有悠久的历史,目前仍大量用于大坝的灌浆。

在水泥浆中加粘土或粘土中加水泥配制的粘土水泥浆兼有粘土浆和水泥浆的优点:成本低,流动性好,稳定性高,抗渗和抗冲刷力强,是目前大坝防渗灌浆和充填灌浆常用的材料。

同时,水泥中加入部分粘土,使得所配置的水泥浆具有很强的触变性,称为胶质水泥。

在水泥中加入粘土后,能够显著降低析水现象,提高结石率,水泥石的不透水性也相应提高。

缓凝时间略有延长,抗压强度稍有降低。

但由于胶质水泥浆具有很大的静切力,侵入裂隙不能很深,所以是堵塞裂隙,降低注浆范围的好材料。

配置胶质水泥浆时,可在水泥中加入15% 以内的粘土,可以均匀加入粉状粘土,也可以用含土量相等的泥浆直接配制。

粘土水泥浆的性能取决于浆液中的水泥、粘土和水的用量,一般规律如下:粘度随水灰比的增大而降低,相同水灰比的浆液,粘土用量越多,粘度越大,凝结时间愈长,结石率越高,浆液稳定性越好,但强度降低。

1、水泥粘土类浆液的性能水泥粘土类浆液的配比、用量及性能如表8-9 所示。

2 、水泥粘土类浆液的配制配制水泥粘土类浆液时,其搅拌时间不应超过半小时,如果再延长搅拌时间,会使结构强度下降,塑性强度降低。

3 、水泥粘土类浆液的特点( 1 )水泥粘土类浆液较单液水泥浆液成本低,流动性好,抗渗性强,结石率高;( 2 )水泥粘土类浆液的抗压强度因配方不同有所差异,一般情况下为 5 ~10MPa ,相比单液水泥浆有所下降,只适用于充填注浆;( 3 )浆液材料来源丰富,价格低廉,采用单液注入工艺,设备简单,操作方便;( 4 )浆液无毒性,对地下水和环境无污染,较之使用化学药剂为添加剂的浆液更安全。

三、水泥- 水玻璃类浆液水泥浆中加入水玻璃有两个作用,一是作为速凝剂使用,掺量较少,约占水泥重的3% ~5% ;另一是作为主材料使用,掺量较多,即是将要讨论的水泥- 水玻璃浆液,俗称CS 浆液(C 代表水泥,S 代表水玻璃)。

CS 浆液克服了水泥浆液凝胶时间长,难以控制,注入地层后易被地下水稀释,无法保持其原有凝胶化性能的缺陷。

CS 浆液的出现是水泥注浆的大发展,提高了效果,扩大了适用范围。

这种浆液不仅具备水泥浆的全部优点,而且兼备化学浆液的某些优越性,例如凝胶时间快,可以从几秒到几十分钟内准确控制,结石率高达95% ~98% ,可用于防渗和加固灌浆,在地下水流速较大的地层中,采用这种混合型浆材还可达到快速堵漏的目的。

结石体强度高,特别是早期(1d 、3d 、7d )强度高,抗压强度增长率快。

可灌性也明显提高,除在基岩裂隙和较大含水层中使用外,还能在中粗砂中灌注。

水泥水玻璃浆材的可灌性介于水泥和水玻璃之间,材料来源丰富,价格相对较低,对地下水和环境无污染。

1 .浆液材料CS 浆液主要由水玻璃和水泥组成。

水泥- 水玻璃浆液的强度随水泥浆浓度的增加而增加。

当使用浓水泥浆时(如水灰比0.5 ),随水玻璃浓度增加,抗压强度提高。

在使用稀水泥浆时(水灰比 1.5 ),由于水泥与水玻璃化学反应存在适宜配合比,因此相应地使用低浓度水玻璃溶液也能得到较高的抗压强度,若使用高浓度水玻璃溶液反而降低抗压强度。

水泥浆与水玻璃体积比也影响抗压强度。

由于两者进行化学反应时有一个适宜的配合比,在这个条件下,反应完全,凝胶时间短,抗压强度高。

为了更好地满足施工需要,水泥- 水玻璃浆液还可以加入速凝剂或缓凝剂,调节它的凝胶时间。

白灰是一种便宜而效果显著的速凝剂,一般加入量不超过15% 。

磷酸氢二钠缓凝效果也较好,试验表明,其用量低于1% 时,缓凝效果不显著,大于3% 时则明显地降低结石体强度,其用量一般不超过3% 。

水泥用高标号的普通硅酸盐水泥,也可用矿渣水泥和火山灰硅酸盐水泥,但效果不如普通硅酸盐水泥好。

水泥浆的水灰比一般也在0.5 ~ 2.0 之间,常用的是0.8 ~ 1.0 。

水玻璃又称泡花碱(Na 2 O · nSiO 2 ),注浆用的水玻璃通常是碱性水玻璃,模数和浓度是描述水玻璃的两个重要参数。

模数M 为:(8-5 )模数大小对注浆影响很大,模数小,二氧化硅含量低,凝胶慢,结石体强度低;模数大,则二氧化硅含量高,凝胶快,结石体强度高。

一般注浆要求水玻璃模数M =2.4 ~ 3.4 较为适宜。

水玻璃浓度,通常用波美度,代号为° Be 表示。

它与常用的浓度表示方法(比重d )之间存在如下的关系:(8-6 )一般使用的水玻璃浓度在30 ~45 ° Be 。

浓度越高,凝胶时间越长。

反之,浓度越低,凝胶时间越短。

水玻璃产品有固体或液体两种,可配水调制成溶液。

综合各地的实践经验,水泥- 水玻璃的适宜配方大体为:水泥浆的水灰比为0.8 ∶1 ~1 ∶1 ,水泥浆与水玻璃的体积比为1 ∶0.6 ~1 ∶0.8 。

水玻璃的M 值为2.4 ~2.8 ,波美度30 ~45 。

这些配方的凝结时间约1 ~2min ,抗压强度变化在10 ~20MPa 之间。

2 .CS 浆液反应机理前已述及,水泥的凝结和硬化,主要是水泥水化析出凝胶性的胶体物质所引起的,在硅酸三钙水化过程中产生氢氧化钙。

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