海底隧道注浆材料试验研究及工程应用

研究目的:在海底隧道建设过程中,注浆能否达到加固围岩、防渗止漏的目的,浆液的配方至关重要。注浆材料的强度和耐久性是海底隧道长期正常工作的重要保障。海水环境引起的化学侵蚀、物理侵蚀以及自身因素的影响是注浆材料侵蚀破坏的主要因素。本文针对普通水泥、矿渣硅酸盐水泥和水玻璃组成的注浆材料开展正交试验,通过试验分析了普通硅酸盐水泥-水玻璃和矿渣硅酸盐水泥-水玻璃浆液的基本性能;利用正交试验设计方法,以抗压强度为主要指标,对浆液的配比进行了优化设计。研究结论:通过对两种浆液材料同龄期试块抗压强度的对比发现,矿渣硅酸盐水泥的抗海水腐蚀性能明显好于普通硅酸盐水泥。将优化配比后的浆液用于青岛胶州湾服务隧道地表注浆加固,收到了良好的效果。     

富水隧洞注浆用水泥-水玻璃浆液室内配比试验研究

水泥-水玻璃浆液是目前各种注浆加固工程中常见的一种复合浆液。该浆液具有析水率低、凝胶时间可控、浆液凝结后结石率高、结实体抗压强度较高、材料来源丰富等优点,但其黏度一般不易控制,在涌水量较大时易被水冲散。针对该复合浆液的性能开展了室内试验,分析不同类型、不同掺量的促凝剂、减水剂对浆液胶凝时间、黏度、结实体强度等指标的影响,并通过正交试验进行极差分析,同时考虑缓凝剂单因素的影响,确定了3种混合浆液配比方案,可根据工程实际选用。     

碱激发矿渣粉煤灰透水混凝土性能研究

以磨细矿渣(SL)和粉煤灰(FA)为原料、钠水玻璃为碱激发剂,石灰石碎石为粗骨料,制备碱激发矿渣粉煤灰透水混凝土(AASFPC)。研究浆体层厚度与液固比对AASFPC抗压强度、有效孔隙率及透水系数的影响,并对比AASFPC与普通透水水泥混凝土(OPC)的力学、透水及耐酸雨侵蚀性能。研究结果表明:液固比为0.45,包裹骨料的浆体层厚度为0.40～0.50 mm时,随浆体层厚度增加,AASFPC的抗压强度增大,有效孔隙率和透水系数减小;当包裹骨料的浆体层厚度为0.50 mm,液固比在0.45～0.55时,随液固比增加,AASFPC的抗压强度减小,有效孔隙率和透水系数稍有增大;包裹骨料的浆体层厚度对AASFPC性能的影响力要显著于液固比,可将其作为AASFPC配合比设计重要指标参数;浆体层厚度相同时,AASFPC的力学性能和耐酸雨性能均优于硅酸盐水泥配制的透水混凝土(OPC),透水性能略低于OPC但仍满足规范要求,碱激发矿渣-粉煤灰胶凝材料可用于制备高性能绿色透水混凝土。     

考虑迂曲度的水泥-水玻璃双液浆柱形渗透机制研究

目前,水泥-水玻璃双液浆在工程中的应用日益增多,但对考虑迂曲度的双液浆扩散机制研究较少。假定水泥-水玻璃双液浆为具有黏度时空效应的宾汉姆流体,考虑迂曲度的影响并认为浆液沿柱形渗透扩散,推导得到水泥-水玻璃双液浆的浆液扩散半径计算公式。对比浆液扩散半径的计算值与工程案例试验值,两者吻合较好,从而验证了计算公式的可靠性。分析注浆终压、注浆管内浆液流速和柱形加固区高度对不同水泥-水玻璃双液浆配比的浆液扩散半径的影响。研究结果表明：当水泥-水玻璃双液浆配比不变时,浆液扩散半径随注浆终压和注浆管内浆液流速的增加而增加,随柱形加固区高度的增加而减小;当水灰比为1时,保持注浆终压、注浆管内浆液流速、柱形加固区高度不变,水泥-水玻璃体积比为1∶1时的浆液扩散半径较2∶1和3∶1时大,应优先选用水泥-水玻璃体积比为1∶1的双液浆,此时为达到1 m的浆液扩散半径,考虑迂曲度时所需注浆终压约为不考虑迂曲度的1.4倍,因此有必要考虑迂曲度对双液浆渗透扩散的影响;考虑迂曲度后,浆液渗透扩散能力降低,且随着注浆终压、注浆管内浆液流速的增大和柱形加固区高度的减小,考虑迂曲度和不考迂曲度的浆液扩散半径的差值逐渐增大,...     

水泥-水玻璃双液浆的特性试验研究及应用

针对盾构施工过程中常出现的壁后注浆问题,比较单液浆和水泥-水玻璃双液浆的优缺点,得出水泥-水玻璃双液浆更适合于城市地铁施工的盾构壁后注浆,因此进行水泥-水玻璃双液浆的相关特性研究试验,得出水泥-水玻璃双液浆凝胶时间、一轴抗压强度的影响因素及相关规律.将其应用于某实际工程取得了良好效果,可以为相关的盾构注浆施工提供借鉴.     

水泥新标准主要内容

ＧＢ3175- 1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》 ,ＧＢ 134 4 - 1999《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》 ,ＧＢ 312 958- 1999《复合硅酸盐水泥》三项水泥产品标准过渡期延长至2 0 0 1年 5月 1日。在水泥新标准执行延期阶段 ,工程主管人员、技术人员、物资采购人员对水泥新标准掌握和认识程度不尽一致 ,为了有利于工程建设有关人员准确领会水泥新标准的精神实质 ,本文将介绍水泥新标准的主要内容 ,探讨新标准的实施对工程建设带来的影响。1　水泥新标准的基本内容1.1　水泥新标准的内容水泥新标准包括六大通用水泥产…     

矿渣细度及掺量对水泥净浆及胶砂性能影响

通过试验研究,探讨了超细矿渣的细度和掺量对水泥净浆的流动性、凝结时间、抗压强度、化学结合水量以及对胶砂流动性和抗压强度的影响．试验结果表明：随超细矿渣掺量的提高,水泥净浆和胶砂的流动度均增大,且在试验所采用的掺量条件下,细度较小的超细矿渣对水泥净浆及胶砂流动性的改善效果更好;超细矿渣掺量较低时,掺超细矿渣水泥浆体的初凝时间和终凝时间均缩短,超细矿渣掺量较大时,随超细矿渣掺量的增大,水泥浆体的初凝时间和终凝时间延长,且超细矿渣的细度对试验结果影响不明显;随超细矿渣掺量的增大,水泥浆体和胶砂的3d抗压强度变化较小,28d抗压强度提鬲;超细矿渣细度较大时,适宜掺量的超细矿渣可以提高水泥浆体和胶砂的早期抗压强度;超细矿渣对硬化水泥浆体的化学结合水量的影响与对抗压强度的影响规律基本一致。     

关于贯彻水泥新标准有关问题的通知

工程、建筑总公司,中土集团公司,各铁路局、设计院、工程局,鉴定中心,工程中心,中铁开发中心.铁路工程技术标准所,铁标委: 新的三项水泥国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》(GB175-1999)、《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》(GB1344-1999)及《复合硅酸盐水泥》(GB12958-1999)于1999年7月30日由国家质量技术监督局批准发布(国家标准第8号公告)。根据国家建筑材料工业局《关于实施水泥新标准的通知》(建材行管发[1999]226号)的精神,三项水泥产品标准实施时间为1999年12月1日,原标准自2000年12月1日起废止,过渡期间以原标准为准。     

隧道砂卵石围岩超前小导管注浆参数优化研究

隧道砂卵石围岩具有结构松散、级配分布不均匀,透水性强的特点,在进行注浆加固地层时,应合理确定注浆参数。以甘肃省渭武高速白鹤桥隧道为工程依托,结合砂卵石地层的特点,针对单水泥浆浆液易析水、水泥颗粒易沉降、凝结时间难控制、结石体易收缩、注浆压力及小导管间距难确定等问题,通过室内注浆材料试验、改性普通硅酸盐水泥性能试验及注浆模型试验对注浆加固参数进行优化设计,并提出相应的注浆控制标准。研究结果表明,最优注浆参数为:水灰比为1∶1;水玻璃波美度为38Be′,用量为3%;悬浮剂用量为1.4%;注浆压力取0.2 MPa;注浆小导管间距取30 cm。     

盾构隧道施工用双液浆强度及其σ-ε特性三轴试验研究

利用静力三轴试验系统(GDS)对水泥一水玻璃双液浆终凝强度及其σ-ε特性进行了三轴试验研究.研究了不同水泥参数、不同水玻璃参数及不同水玻璃配比情况下,双液浆试件峰值强度、应力-应变全过程曲线和弹性模量的变化情况.结果表明:随着水泥强度和水玻璃模数的增加,峰值强度增大;当水泥强度较高时,随水玻璃配比的增大,峰值强度增大,而当水泥强度较低时,水玻璃配比存在一个"最佳值",在最佳值可获得最大峰值强度;根据试验结果,提出了水泥-水玻璃双液浆的最优配方.     

矿物掺合料对道路混凝土耐磨性的影响及机理

测试了粉煤灰和矿渣单掺及双掺混凝土在不同龄期时的磨耗,测试结果表明:掺30%粉煤灰混凝土3 d龄期时的磨耗较不掺粉煤灰的混凝土增加,但能够提高混凝土后期的耐磨性能;无论是在早期还是后期,矿渣的使用均使混凝土的磨耗增大;粉煤灰与矿渣双掺的情况下也能使混凝土的后期耐磨性得以改善;粉煤灰中存在大量的高强高弹玻璃微珠及在后期活性效应的发挥从而使混凝土的耐磨性能得到提高。单掺矿渣由于其颗粒强度低、耐磨性能差,混凝土的耐磨性能下降。     

浅埋隐伏型岩溶路基塌陷机理与注浆加固方法

浅埋隐伏型岩溶路基塌陷是地下水水位变化频繁和地层浅部土洞、溶洞发育,岩溶路基塌陷的形成往往 是多种机制综合作用的结果,如地下水位下降形成真空吸蚀作用、地下水潜蚀作用、列车或采石放炮震动作用等, 它威胁铁路营运安全。针对洛湛铁路益娄段岩溶发育特征与规律,利用粘土固化浆液具备施工成本低、工艺简单 易行、堵水防渗及抗震性能好等诸多优势,通过试验确定粘土固化浆液的最佳配比为:粘土粉占20％-45％,水 泥占10％-30％,水玻璃占3％-5％,固化剂1％-3％,粘土原浆漏斗粘度值为30 s,对洛湛铁路浅埋隐伏型岩 溶路基实行溶洞充填注浆和路基水平帷幕注浆并举加固,加固层的厚度一般为5 m左右。实践证明该注浆加固 方法使工程质量得到了很好的控制。     

碱激发粉煤灰水泥胶凝体系的水化机理分析

通过在粉煤灰掺量比例为50%的粉煤灰-水泥胶凝体系中加入Na_2SO_4和碱石灰复合激发进行粉煤灰火山灰活性激发试验,研究粉煤灰-水泥胶凝体系的早期强度,并采用衍射分析和扫描电镜分析硬化浆体的微观结构.研究结果表明:Na_2SO_4和碱石灰复掺具有明显的活性作用.水泥石早期强度显著提高;水泥石中形成了较多的CSH和AFt,未发现AFm生成,说明加入Na_2SO_4和碱石灰共同激发可有效破坏粉煤灰的玻璃微珠外壳及硅铝网络结构,可增强粉煤灰的潜在活性.     

水泥土的强度及影响因素初探

对镇江软粘土进行室内水泥稳定化实验,研究水泥掺量、养护令期、添加改良剂、浸水湿养护及初始条件对强度增长的影响,力求通过强度变化间接了解水泥土的固化程度,为工程施工中掌握合适的条件,充分发挥水泥土的作用提供依据。实验结果表明:掺加5%的水泥土强度明显高于原素土;加入改良剂可提高水泥土的早期强度,水泥土28天强度占标准强度的比例从40%增加到67%;湿养护比标准养护更有利于强度增长,添加7 8%的改良水泥土78天强度可达到8 3MPa。     

磨细矿渣在混凝土中的技术应用

结合工程实际,介绍了用磨细矿渣等量取代部分水泥配制混凝土的规律,研究发现普通混凝土试配强度计算公式也适应于掺矿渣的混凝土。详细列举了大量的试验数据,阐述了磨细矿渣的掺量及细度对混凝土拌和物性能、混凝土力学性能和耐久性能的影响,并初步对其应用进行了成本分析。     

改善水泥浆体结合氯离子性能的试验研究

研究了一种外加剂与矿渣、粉煤灰对水泥净浆结合氯离子性能的改善作用.研究结果表明,与粉煤灰、矿渣相比,该外加剂能显著提高单位水泥浆体结合氯离子的性能,且浆体结合氯离子的能力随外加剂掺量的增加而增强;外加剂与矿渣双掺可进一步提高单位浆体结合氯离子的能力;单位浆体结合氯离子量受环境温度以及氯离子浓度等因素的影响.     

活性掺合料对再生混凝土耐久性影响

由于再生集料本身具有一些天然缺陷,导致再生集料配制的混凝土综合性能较同级配普通混凝土差,而矿渣、粉煤灰等活性掺合料可以改善混凝土的物理力学性能和耐久性能.本课题采用再生粗集料以不同比例取代天然集料的同时,用矿渣、粉煤灰等活性掺合料等量取代水泥,研究掺活性掺合料再生混凝土的力学性能和耐久性能.实验结果表明,随再生集料用量增加,混凝土的物理力学性能和耐久性能有所下降,但掺加一定量的活性掺合料可以明显改善再生混凝土的耐久性能.采用合适掺量的矿渣可以配制出坍落度为180 mm,28 d强度达50 MPa以上,各种耐久性能指标均达到基准混凝土技术指标的再生集料混凝土.     

武广高铁改良土施工工艺现场试验研究

针对武汉—广州高速铁路路基土的加强措施问题,对拌制和填筑设备进行筛选,制定实施了高速铁路路基土改良方案的施工方法,并采用掺加不同水泥剂量实验分析和测试、实验现场碾压、路基压实效果检测、强度试验检测与改良土泡水试验等方法来获得水泥改良土强度与水稳性等相关指标。研究结果表明:水泥改良土填筑压实检测时间和检测标准应考虑其时效性;水泥改良土的无侧限抗压强度与室内无侧限抗压强度相差不大;全-强风化泥质板岩掺加水泥改良后具有较高的强度与良好的水稳性,最后,从施工工艺和实验分析角度分析得出改良土适合高速铁路路基填料。     

水泥-乳化沥青净浆组成对其工作性及稳定性的影响

通过流动度、扩展度、分离度试验,测试了水灰比（水与水泥质量比）和聚灰比（沥青与水泥质量比）对水泥-乳化沥青复合胶凝体系工作性以及稳定性的影响。研究发现：浆体的流动度随水灰比的增大而增大,而随聚灰比的增大先降低,后增大;当水灰比一定时,凝结时间随聚灰比增加而增加;在一定水灰比范围内,水泥-乳化沥青复合浆体的匀质性和稳定性良好,浆体分层不明显。研究表明：水灰比和聚灰比对浆体工作性能影响较为明显,对浆体工作性能设计有一定指导。     

石灰石粉作为混凝土矿物掺合料的研究

石灰石粉是指以CaCO3为主要成分、经机械磨细的粉末状材料,石灰石粉已作为水泥混合材被广泛应用于水泥中,并形成了石灰石水泥的相关标准。本文系统阐述了石灰石粉对混凝土工作性能、力学性能和耐久性能的影响,分析了不同研究者对石灰石粉混凝土研究结果差异的原因,提出了石灰石粉应与其他矿物掺合料(如矿渣、粉煤灰)复掺的应用技术途径以及混凝土矿物掺合料规模应用过程应注意的问题。