注浆用水泥浆体性能研究

图7 F ig. 7
粉煤灰掺量对浆液析水率的影响 Influence of cementtofly ash ratio on the bleeding ratio of cement paste
图8
水玻璃掺量对浆液析水率的影响
F ig. 8 Influence of the ratio of w ater glass to cement on the bleeding r atio o f cement paste
收稿日期 : 1999 12 14; 修订日期 : 2000 02 12 作者简介 : 梁乃兴 ( 1957 ) , 男 , 陕西岐山人 , 重庆交通学院教授 , 博士 .
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90 % 以上 , 水玻璃掺量为水泥质量的 8 % 以上 , 即可满足 要求 . 在 m C m FA , m W ( m C + m FA ) 分别为 1 2 和 0. 9 1 的浆液中加入 2 % 的水玻璃后 , 再加入分别占 水泥质量 2 % , 5 % , 8 % 的氯化钙 , 则氯化钙掺量对浆液稳定性的 影响如图 3 所示. 由图可知 , 随氯化钙掺量的增加, 浆液的 稳定曲线趋于平缓, 最终稳定时间随之减少, 稳定性增加. 本实验还就三乙醇胺和氯化钠对水泥粉煤灰浆体流 动性的影响作了分析研究, 结果表明, 三乙醇胺和氯化钠 对稳定性的影响不明显. 1. 2. 2 浆液流动度 粉煤灰掺量对浆液流动度的影响如表 2 所示. 由表 2 可知 , 随着粉煤灰掺量的增加, 浆液流动度降低 ; 随着水量 的增加, 浆液流动度增加 . 在 m W ( m C+ m FA ) = 0. 9 1, m C m FA = 1 1 的浆体
表3
水玻璃掺量对浆液流动度的影响 Infl uence of the ratio of water glass to cement on the fluidity of cement paste m WG / m C mm
Table 3
m C m FA 0. 9 1 1 0 1 1 1 2 1 3 230 210 210 180 1 1 250 250 200 185 0 240 0. 02 230 0. 05 210 0. 08 200 0. 11 190 0. 14 170
第 3 卷第 3 期 2000 年 9 月
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JOU RN AL O F BU I LDI NG M AT ERIA LS
Vol. 3, No. 3 Sep. , 2000
文章编号 : 1007 9629( 2000) 03 0275 04
注浆用水泥浆体性能研究
梁乃兴 ,
1
陈忠明
2
( 1. 重庆交通学院 道路工程系, 重庆 400074; 2. 陕西省交通厅 西安公路研究所 , 陕西 西安 710064) 摘要 : 对注浆加固公路路基用的水泥浆体从稳定性、 流动度、 粘滞度 、 凝结时间 、 析水率等 方面进行了研究 . 掺加适量的粉煤灰可增加浆体的稳定性, 外加剂水玻璃可增加浆体的稳 定性及结石率, 同时对浆体的流动性有降低作用, 而外加剂氯化钙则对浆体的流动性有增 强作用. 关键词: 注浆 ; 水泥浆体; 性能 中图分类号 : T U 528 文献标识码 : A
mm
0. 02 240
0. 05 255
0. 08 260
0. 11 > 260
N ote: W at er glass content is 5 % in cem ent past e.
图 4 粉煤灰掺量对浆液粘滞 度的影响 Fig . 4 Influence of the cementtofly ash ratio on the viscosit y of cement paste
图 1 粉煤灰掺量对浆液稳定 性的影响 F ig. 1 I nfluence of cementtofly ash r atio on the stability of the paste
m C m FA : 1 0; 1 2; 1 1; 1 3
中掺加水玻璃, 其对流动度的影响如表 3 所示 . 从表 3 可明显看出, 水玻璃的加入明显降低了流动 度; 在上述浆体中掺入占水泥质量 5 % 的水玻璃后再掺入氯化钙 , 其对流动度的影响如表 4 所示 . 显然 , 浆体流动度随着氯化钙掺量的增加而增加.
2源自文库
4 所示, 水玻璃掺量及氯化钙掺量对粘滞度的影响 如图 5 及图 6 所示. 结果表明: 粉煤灰掺量的增加提高了浆体的粘 滞度 , 而水量的增加则降低了浆体的粘滞度; 水玻璃掺量的 增加 , 使得浆体粘滞度明显增加, 而氯化钙掺量的增加则使 浆体粘滞度降低 . 1. 2. 4 析水率 浆体达到初凝时析出水分的体积占浆体总体积的百分 数为浆体的析水率. 对于路基加固来说 , 浆体析水率越小越 好. 若浆体析水率过高, 将会增加加固后土体的含水量及孔 隙率. 析水率小 , 则要求浆液浓度大, 而浆液浓度大又会影 响浆液的流动度及加固效果. 影响浆体析水率的因素主要是浆体中的粉煤灰掺量及 添加剂掺量. 浆体中的粉煤灰掺量对析水率的影响如图 7 所示, 添加剂水玻璃的掺量对浆体析水率的影响如图 8 所 示. 结果可看出 : 粉煤灰掺量的增加可降低析水率 , 水玻璃 的掺入对析水率有明显的降低作用 . 对于填土密实度不足的路基, 用注浆法加固时 , 要求浆 体流动度稍大些, 扩散半径较大, 可使浆体在土体中均匀分 布, 但析水率不能太大, 一般应控制在 10 % 左右; 而对于抬 升刚性路面所用的灌注浆液, 则要求初凝时间短, 析水率小.
图 2 水玻璃掺量对浆液稳定性的影响 Fig . 2 Influence of the r at io of w ater glass to cement on the stability of the paste
m WG : mC 0. 08; 表2 Tabl e 2 0. 02; 0. 11; | 0. 05; 0. 14
由于沉陷等原因引起公路路基病害的处置方法之一是灌注水泥浆进行加固, 然而不同配合比 的水泥浆体对加固效果有着不同的影响 . 本文对粉煤灰掺量不同的水泥浆体从稳定性、 流动度、 粘 滞度、 凝结时间、 析水率等方面进行了实验研究[ 1] .
1
1. 1
实验
原材料
水泥 : 陕西耀县水泥厂生产的 425 普硅水泥; 粉煤灰: 西安西郊电厂出品, 其化学组成及物理性 能见表 1( 表中各组成为质量分数 , 本文中的组成、 掺量等除特别指明外 , 均为质量分数 ) .
图5 F ig. 5
水玻璃掺量对浆液粘滞度的影响 Influence of the ratio of water glass to cement on the viscosity of cement paste
图6
氯化钙掺量对浆液粘滞度的影响 m WG = 0. 05) mC
F ig. 6 I nfluence of the ratio of CaCl2 to cement on the viscosity of cement paste (
1. 2. 3 粘滞度 粘滞度用一定体积的浆体从标准漏斗中流出的时间来表示 . 粉煤灰掺量对粘滞度的影响如图
第3期
梁乃兴等 : 注浆用水泥浆体性能研究
表4 Table 4
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氯化钙掺量对浆液流动度的影响 Influence of the ratio of CaCl 2 to cement on the fl ui dity of cement paste m C aCl / m C
1. 2. 5 浆体的凝结硬化 浆体的凝结硬化过程分为初凝和硬化两个阶段. 这两个阶段除受到水泥本身性质的影响之外 ,
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还受到浆体中粉煤灰掺量、 添加剂种类和掺量等多种因素的影响. 按 GB 175
92 规定的方法测定
水泥浆体初凝、 终凝时间如表 5 所示. 结果表明: 水量较小时 , 凝结时间较短 ; 加入外加剂水玻璃及 氯化钙后 , 凝结时间明显缩短 , 即水玻璃有明显的促凝作用, 可作为速凝剂使用 . 改变速凝剂掺量 , 可将凝结时间在十几秒至几小时的范围内进行调整.
2
Sett ing t ime/ h min V ( w at er glass) V ( paste) Init ial 21 35 10 42 10 05 9 39 9 02 19 15 15 40 12 25 1 10 2 10 3 10 1 10 2 10 3 10 1 43 0 30 0 13 1 10 0 25 0 13 Final 30 31 14 10 13 23 12 13 12 01 21 55 19 30 14 13 5 28 2 08 0 54 4 15 1 09 0 45
图 3 氯 化钙掺量对浆液稳定性的影响 Fig . 3
m CaCl mC
Influence of the ratio of CaCl 2 to cement o n the stabilit y of the paste
2
:
0. 02;
0. 05;
0. 08
粉煤灰掺量对浆液流动度的影响 Infl uence of the cementtofly ash ratio on the fluidi ty of cement paste m W ( m C + m FA ) mm
1. 2 实验过程 1. 2. 1 浆液稳定性 浆液的稳定性以静置浆液随时间的推移产生析水后 , 剩余浆液的体积来描述 . 析水越小 , 剩余 体积越大 , 则浆液越稳定 , 而浆液稳定性越好 , 对施工质量影响越小. 实验采用水的质量 m W 与水泥质量 m C 和粉煤灰质量 m FA 之和的比值 m W ( m C + m FA ) = 0. 9 1的水泥粉煤灰浆液 , 粉煤灰掺量对浆液稳定性的影响如图 1 所示, 图中给出的水泥与粉煤灰 质量之比为干物质量比. 由图可知 , 随着粉煤灰掺量的增加 , 浆液达到最终稳定的时间变短, 剩余浆 液的体积增加, 析水量减少. 即粉煤灰掺量的增加 , 提高了浆体的稳定性. 图 2 是在 m W ( m C + m FA ) = 0. 9 1, m C m FA = 1 1 的 浆液中掺入占 水泥质量 2 % , 5 % , 8 % , 11 % , 14 % 的水玻璃后( 水玻璃质量以 m W G 表示 ) , 浆液的稳定曲线. 结果表明 : 随着水玻璃 掺量的增加 , 浆液最终达到稳定的时间逐渐缩短 , 稳定性逐渐增加 . 若将浆液的最终结石率控制在
表1 Table 1 Chemical composit ion/ % SiO 2 Al2 O 3 Fe2 O 3 FeO 46. 69 31. 14 4. 52 2. 19 CaO 3. 49 M gO 0. 80 SO 3 0. 78 IL 7. 01 粉煤灰的化学组成及物理性能 Chemi cal compositions and physical properties of fly ash Residue on 0. 08 mm Bulk density / ( kg m - 3 ) 651 Densit y / ( kg m - 3 ) 2 100 Wat er content/ % 18. 8 sieve / % D ry sieve 19. 2 Wet sieve 17. 5
表5 Table 5 m C m FA 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 1 2 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 m W ( m C + m FA ) 1 1 0. 9 1 0. 9 1 0. 9 1 0. 9 1 0. 9 1 0. 9 1 0. 9 1 1 1 1 1 1 1 0. 9 1 0. 9 1 0. 9 1 m WG / m C 0 0. 02 0. 05 0. 08 0. 11 0. 02 0. 05 0. 11 浆液凝结时间 Setting time of cement paste m CaCl / m C