用于盾构砂浆的凝结时间调节剂
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按试验 1～5 的配合比进行试验，加入盾构砂浆凝 结砂浆调节剂前后试验的 3d 和 28d 抗压强度测试结果 如表 9 所示。
广东建材 2020 年第 2 期
材料研究与应用
用于盾构砂浆的凝结时间调节剂
曹小荣 刘达求 罗建辉
（广东浪淘砂新型材料有限公司）
【摘 要】现如今，盾构法施工在地铁隧道等暗挖工程中得到广泛应用，部分盾构注浆采用的干混
砂浆加入适量的水在螺旋搅拌机内现场搅拌注浆的方式，该施工方法粉尘大，且污染环境。而采用湿 拌砂浆来盾构注浆时，为满足其从生产到灌入注浆的开放时间，生产时会添加一定量的缓凝成分，在 注入盾构隧道工程后，湿拌盾构砂浆的凝结时间难以掌控，甚至长时间不硬化，不利于固定松动的土 体，影响管片衬砌的加强稳定，对地面施工安全和工程质量有一定的影响。因而，在盾构隧道工程中， 对湿拌盾构砂浆的凝结时间要求越快越好。
筛孔尺寸 /mm 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 盘底
表3
累积筛余 /% 0.08 9.36 21.32 42.35 80.42 94.23 100
⑷减水剂：选用浪淘砂 LD-850 具有增稠减水及改 善砂浆工作性能的作用，其主要性能指标见表 4（以下 数据由 LD-850 掺量为水泥的 0.8%所得）。
砂浆的搅拌制备及其工作性能：按照《建筑砂浆基 本性能试验方法》JGJ/T70—2009 中的方法进行检测。 主要检测的项目有稠度、容重、凝结时间、抗压强度等。 抗压强度试件为 70.7mm×70.7mm×70.7mm 立方体。
1.3 试验方法
将铝酸钠、碳酸钠、氧化钙、甲酸钙、硫酸钠按照一 定不同的比例配制成盾构砂浆凝结时间调节剂，在湿拌 盾构砂浆中，其掺量为水泥掺量的 4%，经过大量试验 测试，盾构砂浆凝结时间调节剂采用该掺入量时对于湿 拌盾构砂浆的快速凝结效果最佳。在搅拌混合过程中还 包括按照每立方米所述湿拌盾构砂浆补加入 30kg～ 40kg 的水，以防止搅拌混合过程中发生稠度损失。经过 大量试验测试，按照每立方米所述湿拌盾构砂浆补加入 30kg～40kg 的水，对于弥补稠度损失的效果最佳。
1
35
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3
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50
30
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5
5
实施例 1 实施例 2 实施例 3 实施例 4
表 7 为初始盾构砂浆的配合比 （kg/m3）
P·O42.5R 硅酸盐水泥
石灰石粉 中砂 减水剂 缓凝剂
水
150
450 1000 3
2 280
150
500 950 3
2 280
1 原材料及试验方法
⑵掺合料：石灰石粉 CaCO3 含量大于 90%，其主要性 能参数见表 2。
表 2 石粉基本性能参数
细度 /% 干粉堆积密度 /(kg·m-3) 白度 PH 值
13
850
46.2 7
含水率 /% 0.7
⑶天然砂：广东地区天然砂，含泥量 1.0%，氯离子 含量 0.009%，细度模数 2.5，颗粒级配见表 3。
抗压强度 /MPa
3d 28d
13 27.6
178
234 29.2 46.8
抗折强度 /MPa
3d 28d 6.3 8.1
⑸缓凝剂：选用浪淘砂 LD-10N，其主要性能指标见
表 5（以下数据依据 LD-10N 掺量为水泥的 0.5%。
表 5 缓凝剂的主要性能指标
型号
固含量 密度 凝结时间差 28d 抗压强度比
200
400 1000 3
2 280
200
450 950 3
2 280
度等，本研究通过将不同比例配成的盾构砂浆凝结时间 调节剂，应用在不同配比的盾构砂浆中，测定其性能的 变化，分析盾构砂浆凝结时间调节剂在盾构砂浆中的实 用性。
按试验 1～5 的配合比进行试验，加入盾构砂浆凝 结时间调节剂后，为使稠度损失过大，需要加水弥补稠 度损失，补水量以及前后试验的稠度及容重变化、凝结 时间如表 8 所示。
1.1 试验原材料
⑴水泥：南方牌 P·O42.5R 普通硅酸盐水泥，其主要 性能参数见表 1。
型号 LD-850
表 4 减水剂的主要性能指标
固含量 密度
水泥胶砂
28d 抗压
/% /(kg·m-3) 减水率 /MPa 强度比 /MPa
16.45 1.05
14
89
表 1 水泥基本性能参数
细度 标准稠度 初凝时间 终凝时间 /% 用水量 /ml /min /min
以下就举几个试配例子进行展开分析。盾构砂浆凝 结时间调节剂及初始盾构砂浆各组分的配合比如表 6、 表 7 所示。
2 结果与讨论
2.1 试验结果
盾构砂浆凝结时间调节剂的掺入影响砂浆的各种 基本工作性能，主要包括稠度、容重、凝结时间、抗压强
表 6 盾构砂浆凝结时间调节剂各组分所占百分比（%）
试验编号 铝酸钠 碳酸钠 氧化钙 甲酸钙 硫酸钠
/%
/(kg·m-3)
/min
/MPa
LD-10N 20.75
1.07
+145
106
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材料研究与应用
广东建材 2020 年第 2 期
盾构砂浆凝结时间调节剂成份中，铝酸钠、碳酸钠、 氧化钙、甲酸钙、硫酸钠均为化学分析纯。
1.2 试验设备
所使用的设备有，SJZ-15 型水泥砂浆搅拌机、砂浆 稠 度 测 定 仪 、 金 属 容 量 筒 、SJ-40A 型 砂 浆 养 护 箱 ， JM-B20002 电子天平、100KG 电子秤，砂浆标准养护室 等。
【关键词】盾构砂浆；地铁隧道；凝结时间；管片衬砌
0 前言
盾构法施工在地铁隧道等暗挖工程中其具有以下 明显的优越性：①在盾构的掩护下进行开挖和衬砌作 业，有足够的施工安全性；②地下施工不影响地面交通， 在河底下施工不影响河道通航；③施工操作不受气候条 件的影响；④产生的振动、噪声等环境危害较小；⑤对地 面建筑物及地下管线的影响较小。在盾构法施工中，盾 构注浆也是一项必不可少的施工程序。盾构管片拼装好 后，为防止盾构管片周围土体的松动，同时加强土体对 盾构管片衬砌结构的包裹作用，避免管片结构因缺少抗 力作用出现局部应力集中的现象，需在管片与土体间的 间隙灌入砂浆进行填充。等待砂浆固结硬化后，砂浆起 到填充壁后空隙并能提供一定的承载能力来稳定管片 衬砌的作用。本文通过研究在湿拌盾构砂浆中，添加一 种可以让湿拌盾构砂浆快速凝结的外加剂，并测试砂浆 的基本性能，验证它在盾构工程中的可行性。
广东建材 2020 年第 2 期
材料研究与应用
用于盾构砂浆的凝结时间调节剂
曹小荣 刘达求 罗建辉
（广东浪淘砂新型材料有限公司）
【摘 要】现如今，盾构法施工在地铁隧道等暗挖工程中得到广泛应用，部分盾构注浆采用的干混
砂浆加入适量的水在螺旋搅拌机内现场搅拌注浆的方式，该施工方法粉尘大，且污染环境。而采用湿 拌砂浆来盾构注浆时，为满足其从生产到灌入注浆的开放时间，生产时会添加一定量的缓凝成分，在 注入盾构隧道工程后，湿拌盾构砂浆的凝结时间难以掌控，甚至长时间不硬化，不利于固定松动的土 体，影响管片衬砌的加强稳定，对地面施工安全和工程质量有一定的影响。因而，在盾构隧道工程中， 对湿拌盾构砂浆的凝结时间要求越快越好。
筛孔尺寸 /mm 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 盘底
表3
累积筛余 /% 0.08 9.36 21.32 42.35 80.42 94.23 100
⑷减水剂：选用浪淘砂 LD-850 具有增稠减水及改 善砂浆工作性能的作用，其主要性能指标见表 4（以下 数据由 LD-850 掺量为水泥的 0.8%所得）。
砂浆的搅拌制备及其工作性能：按照《建筑砂浆基 本性能试验方法》JGJ/T70—2009 中的方法进行检测。 主要检测的项目有稠度、容重、凝结时间、抗压强度等。 抗压强度试件为 70.7mm×70.7mm×70.7mm 立方体。
1.3 试验方法
将铝酸钠、碳酸钠、氧化钙、甲酸钙、硫酸钠按照一 定不同的比例配制成盾构砂浆凝结时间调节剂，在湿拌 盾构砂浆中，其掺量为水泥掺量的 4%，经过大量试验 测试，盾构砂浆凝结时间调节剂采用该掺入量时对于湿 拌盾构砂浆的快速凝结效果最佳。在搅拌混合过程中还 包括按照每立方米所述湿拌盾构砂浆补加入 30kg～ 40kg 的水，以防止搅拌混合过程中发生稠度损失。经过 大量试验测试，按照每立方米所述湿拌盾构砂浆补加入 30kg～40kg 的水，对于弥补稠度损失的效果最佳。
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实施例 1 实施例 2 实施例 3 实施例 4
表 7 为初始盾构砂浆的配合比 （kg/m3）
P·O42.5R 硅酸盐水泥
石灰石粉 中砂 减水剂 缓凝剂
水
150
450 1000 3
2 280
150
500 950 3
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1 原材料及试验方法
⑵掺合料：石灰石粉 CaCO3 含量大于 90%，其主要性 能参数见表 2。
表 2 石粉基本性能参数
细度 /% 干粉堆积密度 /(kg·m-3) 白度 PH 值
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850
46.2 7
含水率 /% 0.7
⑶天然砂：广东地区天然砂，含泥量 1.0%，氯离子 含量 0.009%，细度模数 2.5，颗粒级配见表 3。
抗压强度 /MPa
3d 28d
13 27.6
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234 29.2 46.8
抗折强度 /MPa
3d 28d 6.3 8.1
⑸缓凝剂：选用浪淘砂 LD-10N，其主要性能指标见
表 5（以下数据依据 LD-10N 掺量为水泥的 0.5%。
表 5 缓凝剂的主要性能指标
型号
固含量 密度 凝结时间差 28d 抗压强度比
200
400 1000 3
2 280
200
450 950 3
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度等，本研究通过将不同比例配成的盾构砂浆凝结时间 调节剂，应用在不同配比的盾构砂浆中，测定其性能的 变化，分析盾构砂浆凝结时间调节剂在盾构砂浆中的实 用性。
按试验 1～5 的配合比进行试验，加入盾构砂浆凝 结时间调节剂后，为使稠度损失过大，需要加水弥补稠 度损失，补水量以及前后试验的稠度及容重变化、凝结 时间如表 8 所示。
1.1 试验原材料
⑴水泥：南方牌 P·O42.5R 普通硅酸盐水泥，其主要 性能参数见表 1。
型号 LD-850
表 4 减水剂的主要性能指标
固含量 密度
水泥胶砂
28d 抗压
/% /(kg·m-3) 减水率 /MPa 强度比 /MPa
16.45 1.05
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表 1 水泥基本性能参数
细度 标准稠度 初凝时间 终凝时间 /% 用水量 /ml /min /min
以下就举几个试配例子进行展开分析。盾构砂浆凝 结时间调节剂及初始盾构砂浆各组分的配合比如表 6、 表 7 所示。
2 结果与讨论
2.1 试验结果
盾构砂浆凝结时间调节剂的掺入影响砂浆的各种 基本工作性能，主要包括稠度、容重、凝结时间、抗压强
表 6 盾构砂浆凝结时间调节剂各组分所占百分比（%）
试验编号 铝酸钠 碳酸钠 氧化钙 甲酸钙 硫酸钠
/%
/(kg·m-3)
/min
/MPa
LD-10N 20.75
1.07
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材料研究与应用
广东建材 2020 年第 2 期
盾构砂浆凝结时间调节剂成份中，铝酸钠、碳酸钠、 氧化钙、甲酸钙、硫酸钠均为化学分析纯。
1.2 试验设备
所使用的设备有，SJZ-15 型水泥砂浆搅拌机、砂浆 稠 度 测 定 仪 、 金 属 容 量 筒 、SJ-40A 型 砂 浆 养 护 箱 ， JM-B20002 电子天平、100KG 电子秤，砂浆标准养护室 等。
【关键词】盾构砂浆；地铁隧道；凝结时间；管片衬砌
0 前言
盾构法施工在地铁隧道等暗挖工程中其具有以下 明显的优越性：①在盾构的掩护下进行开挖和衬砌作 业，有足够的施工安全性；②地下施工不影响地面交通， 在河底下施工不影响河道通航；③施工操作不受气候条 件的影响；④产生的振动、噪声等环境危害较小；⑤对地 面建筑物及地下管线的影响较小。在盾构法施工中，盾 构注浆也是一项必不可少的施工程序。盾构管片拼装好 后，为防止盾构管片周围土体的松动，同时加强土体对 盾构管片衬砌结构的包裹作用，避免管片结构因缺少抗 力作用出现局部应力集中的现象，需在管片与土体间的 间隙灌入砂浆进行填充。等待砂浆固结硬化后，砂浆起 到填充壁后空隙并能提供一定的承载能力来稳定管片 衬砌的作用。本文通过研究在湿拌盾构砂浆中，添加一 种可以让湿拌盾构砂浆快速凝结的外加剂，并测试砂浆 的基本性能，验证它在盾构工程中的可行性。