隧道矿井防水堵漏加固注浆材料及设备

<正>白银牌BY12-6型水中不分散灌浆料:主要应用于岩体活动水和突水的堵漏,使用时开动高速搅拌机将1 000kg BY12-6型加入到600 kg水中搅拌15 min,然后用压浆泵将浆液压进岩体、隧道矿井结构混凝土(管片)背后或酥松裂缝有缺陷的混凝土,当桨体与水接触时不会被水分散,随着压浆泵压力的加大,浆液逐渐把缝隙中的水挤到半径1~50 m以外。性能指标:水料比0.6,初始流动度40 s、60 min流动度50s,初凝时间72h、终凝时间96 h,0泌水,1d竖向膨胀率1%左右,水中7d抗压强度大于5 MPa,水中28 d抗压强度大于15     

转速对预应力孔道压浆料性能的影响

通过对南宁外环高速公路沿线的1座特大桥(邕江特大桥)、11座大桥、9座中小桥的孔道压浆以及试验室条件下的压浆试验,分析了不同的转速对压浆液的流动度、泌水率、膨胀率、3d抗折抗压、28 d抗折抗压强度等一系列性能的影响.     

矿物掺合料对复合注浆材料性能优化研究

针对水泥混凝土路面板底脱空等病害,系统研究了硅灰、粉煤灰等矿物掺合料,减水剂掺量和乳化沥青掺量等对复合注浆材料性能的影响,研发的复合注浆材料初始流动度不大于20 s,30 min流动度不高于30 s,与水泥稳定材料相比,复合注浆材料固结体7 d无侧限抗压强度略低,但挠度和水稳定性显著提高。     

盾构隧道壁后注浆中“定时浆”试验研究

我国盾构隧道广泛使用凝结时间较长的单液浆，但由于注入后不能及时凝结常常引发管片上浮、浆液流失等工程问题。针对这些问题提出“定时浆”的概念。通过在单液硬性浆中添加氯化铝溶液与水玻璃，基于浆液的胶结时间、流动度、28 d强度等指标研究了“定时浆”的配方。结果表明： 1）通过先加入氯化铝溶液再加入水玻璃的方法，可以实现浆液“定时”凝结； 2）在硬性浆中掺加0.50%~0.75%的氯化铝溶液、1.00%~1.25%的水玻璃，可以达到良好的定时效果； 3）通过简单的注浆设备改造可以形成“双液单注”的定时注浆工艺。     

水泥浆液黏度对全风化花岗岩注浆加固效果的影响

水泥浆液是隧道与地下工程水害治理与地层加固的常用注浆材料。针对利用水灰比调节水泥浆液黏度的传统方法在注浆治理工程中存在的局限性,通过掺加2种外加剂实现了水灰比为1：1的水泥浆液的黏度和流动度在一定范围内动态可调。选取典型工程中遭遇的全风化花岗岩为被注介质,开展了注浆模拟试验,研究了不同黏度浆液在全风化花岗岩中的扩散规律,分析了浆液黏度对注浆加固效果的影响机制。研究结果表明：水泥浆液在被注介质中整体呈现劈裂扩散模式,随着浆液黏度的增大,主劈裂浆脉扩展形态由"三叉形"逐渐向"折线形"转变,主浆脉宽度变厚,被注介质的单轴抗压强度和抗剪强度不断提高;在水泥浆液黏度为24.6 s时,加固土体的单轴抗压强度提高了87%,内聚力和内摩擦角分别提升了220%和46.6%,内摩擦角与抗剪强度随浆液黏度的变化趋势基本一致,可见内摩擦角的提升可作为影响被注介质抗剪性能的关键指标;临近18.8 s的浆液黏度是浆脉扩展形态转变和被注介质强度增长速率变化的敏感黏度。研究成果可为全风化花岗岩及类似地层注浆治理工程中的注浆材料选型、黏度调控及加固效果评价提供技术参考。     

复掺钢渣与矿渣的水泥-水玻璃双液注浆材料研究

为解决传统注浆材料耗费水泥量极大的问题,需研制出工作性能好和经济环保的注浆材料。通过对比不同体系双液注浆材料的性能,优选出复掺钢渣与矿渣的水泥-水玻璃双液注浆材料,并研究钢渣与矿渣的掺量、水玻璃的体积掺量及水灰质量比等对双液注浆材料工作性能、胶凝性能和抗压强度等的影响规律。研究结果表明： 当钢渣与矿渣的掺量为60%,水玻璃的体积掺量为 20%~30%、水灰质量比为0.7~1.0时,所制备的浆液凝胶时间可控,流动度在300 mm以上,3 d的抗压强度在13 MPa以上。     

CFB灰-钢渣微粉多源固废协同注浆材料特性研究

为促进道路工程绿色发展，提高工业固废资源化利用率，采用循环流化床锅炉脱硫粉煤灰(CFB灰)、钢渣微粉(SSS粉)、脱硫石膏3种工业固废制备CFB灰-钢渣微粉多源固废协同注浆材料。通过室内试验，系统研究了原材料配比与水固比对注浆材料工作与力学性能的影响，并开展XRD和SEM试验，分析其水化作用机理。研究结果表明：水固比相同时，随CFB灰掺量的增加，浆液流动度与结石率增大，密度、析水率和结石体单轴抗压强度减小；CFB灰掺量相同时，随水固比增大，浆液析水率增加，流动度、密度、结石率及结石体单轴抗压强度减小；浆液流动度与结石体单轴抗压强度受水固比、CFB灰掺量影响显著，而浆液密度、析水率与结石率变化范围不大；析水率最高为4.2%、结石率最低为95.8%,28 d抗压强度最大达1.46 MPa。综合考虑各工作与力学性能，建议CFB灰掺量、SSS粉掺量及水固比的范围宜分别为35%～55%、30%～55%、1∶1.3～1∶1.5。CFB灰、SSS粉与脱硫石膏在浆液水化反应过程中可以起互补作用；SSS粉中C₂S、C₃S快速水化提供Ca²⁺     

盾构隧道专用塑化剂对同步注浆浆液性质影响研究

为探究专用塑化剂对盾构隧道壁后注浆浆液性质的影响，通过室内试验对塑化剂不同掺量的同步注浆浆液性质进行测定，并通过固结试验装置探究改良后浆液在不同地层中的固结特性。研究表明： 1）盾构隧道盾尾壁后注浆专用塑化剂能够在不影响浆液强度的前提下，缩短浆液的凝结时间，随着塑化剂添加量的提高，浆液的泌水率、稠度、流动度都有减小的趋势； 2）专用塑化剂的最优掺量为0.4%~1.2%，在该范围添加量下，浆液的性能得到进一步提升，凝结时间会缩短； 3）改良后浆液在地层中的固结时间、沉降量、强度与地层性质相关，在粉质黏土、粉砂与粗砂3种地层中，改良后浆液固结完成时间依次减小，最终体积收缩率依次增大，28 d无侧限抗压强度依次减小。     

盾构隧道快硬高性能同步注浆材料研究

为满足某些特殊盾构工况(地下水流大、断面水压高、冲刷力强)注浆工程及抢修、补注工程的顺利施工,需研制具有快硬、抗水分散性和稳定性好等特点的高性能同步注浆材料。以42.5快硬硫铝酸盐水泥(R.SAC42.5)、粉煤灰(FA)、矿渣微粉(SL)和砂作为基体材料,采用聚羧酸减水剂(PC)-膨润土(BE)-三乙醇胺早强剂(TEA)的复合保水、稳定、早强外加组分,优选配合比为R.SAC42.5∶FA∶SL∶BE∶砂∶水∶PC∶TEA=1∶3∶1∶0.5∶10∶2.25∶0.03∶0.08%,制备出初始流动度为210 mm、泌水率为0.14%、浆液pH值为9.6、1 d抗压强度为2.5 MPa的盾构隧道快硬高性能同步注浆材料。     

渗透结晶型材料添加剂对水泥浆液性能影响试验

为获得可用于治理隧道渗漏水的高性能水泥浆液,选取具有优良防水抗渗性能的水泥基渗透结晶型防水涂料Penetron,将其以添加剂的形式加入到水泥浆液中,添加量为水泥总质量的0.6%～1.6%。参照规范使用维卡仪、旋转黏度仪等仪器对水泥浆液黏度、凝结时间和结石率进行研究,使用自行设计的渗透系数测定仪研究注浆体抗渗性能,通过抗压强度试验研究标准养护和全水域养护条件下浆液结石体、注浆体的力学性能,通过SEM扫描试验对添加Penetron的浆液结石体微观结构进行分析。结果表明：Penetron对水泥浆液黏度和凝结时间无负面影响,随着添加量的增多,浆液结石率显著提高,当添加量为1.6%时,浆液结石率可达98.7%;Penetron可改变注浆体内部孔隙结构,有效降低水泥浆液渗透系数,提高注浆体抗渗性能,当添加量从0%增加至1.6%时,注浆体渗透系数从5.03×10^-7 m·s^-1降低至3.40×10^-8 m·s^-1;Penetron的加入还可提高水泥浆液固结体的抗压强度,标准养护28 d,添加量为1.6%的注浆体抗压强度为5.36 MPa;在添加有Penetron的浆液结石体高倍SEM扫描图像中可见树枝状结晶体存在,且结晶体数量随Penetron添加量的增加而增多。根据试验结果和Penetron在水泥浆液中的作用机理分析,证明该材料可作为水泥浆液添加剂使用,当添加量为水泥总质量的1.4%～1.6%时,可获得用于治理隧道渗漏水的高性能注浆材料。     

隧道衬砌用自密实混凝土工作性及强度试验研究

研究了单方粉体材料和矿物掺合料变化对自密实混凝土工作性和力学性能的影响。结果表明:粉煤灰掺量为30%左右时,自密实混凝土具有较好的工作性。随单方混凝土中粉体材料的增加,各组混凝土T50均降低,且掺入粉煤灰和矿渣的混凝土坍落度显著增大。粉体材料掺量为450kg/m3时,所测自密实混凝土工作性能满足使用要求。当粉体材料掺量不大于450kg/m3时,各组混凝土1d抗压强度均大于5.0MPa,且掺入30%粉煤灰和矿渣的混凝土28d抗压强度均大于25.0 MPa。     

碳酸锂对超早强道路修补砂浆性能的影响

为解决硫铝酸盐水泥制备超早强道路修补砂浆后期强度倒缩问题，采用硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合水泥制备的超早强道路修补砂浆，探究碳酸锂对超早强道路修补砂浆流动度、凝结时间、小时强度和收缩性能的影响。结果表明，碳酸锂对砂浆流动度无明显影响；显著缩短砂浆凝结时间，掺量为0.05%时，超早强道路修补砂浆初凝时间缩短至空白样的23.64%;为满足施工，掺入一水柠檬酸做缓凝剂对砂浆初凝时间进行调节，初凝时间大于15 min;碳酸锂显著提高砂浆抗折和抗压小时强度，2 h抗折和抗压强度分别为5.5 MPa和31.33 MPa,且28 d强度发展稳定无倒缩，砂浆超早期收缩性能为微膨胀，水泥石体积稳定，满足道路修补材料技术要求，实现2 h恢复道路交通的目标。     

高性能同步注浆材料专用外加剂的研制

为利用盾构泥砂成功制备出高性能同步注浆材料,采用膨润土、凹凸棒黏土、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、FDN减水剂、聚羧酸减水剂与葡萄糖酸钠进行复配,优选配方组成,研制出高性能同步注浆材料专用外加剂HMA。结果表明,掺加HMA配制出的同步注浆材料工作性能好,初始流动度可达210 mm,流动度经时损失极小,能有效防止管片上浮,稠度值为10 cm左右,泌水率几乎为0,抗水分散效果好,28 d水陆强度比可达0.90以上。说明HMA外加剂非常适合用来配制高性能同步注浆材料。     

水泥稳定碎石排水基层胶浆合理稠度的评价方法

为了定量评价水泥稳定碎石排水基层材料中水泥胶浆稠度的合理性,设计了针对水泥稳定碎石排水基层材料的析漏试验。以析漏质量为评价指标,根据对不同胶浆稠度的水泥稳定碎石材料的析漏试验确定了试验的标准析漏时间为60 s。以7 d无侧限抗压强度大于5 MPa和空隙差小于5%作为力学强度和空隙均匀性的评价标准,通过建立析漏质量与7d无侧限抗压强度和空隙差的关系,确定满足力学强度和空隙均匀性要求的水泥胶浆的析漏质量小于150 g。为检验方法的合理性,测试了采用该方法所设计混合料的空隙率和不同龄期的抗压强度、劈裂强度和回弹模量。结果表明,采用该方法设计的混合料既具有较大且均匀的空隙率,在不同的龄期又具有较高的抗压强度、劈裂强度和回弹模量,满足力学性能要求。     

芷江舞水大桥C50钢管微膨胀混凝土配合比设计

结合芷江县舞水大桥钢管混凝土工程,通过对混凝土强度,工作性能和膨胀率等影响因素综合设计,控制钢管混凝土含气量,制备出C50自密实微膨胀钢管核心混凝土,结果表明:自密实微膨胀钢管核心混凝土的工作性能、黏聚性、匀质性均良好,3 d抗压强度达到43 MPa,28 d钢管密闭条件下膨胀率大于2.1×10-4,28 d弹性模量≥3.8×104MPa,满足了设计施工要求,有效地解决钢管混凝土普遍存在的脱黏现象。     

保水性再生骨料透水混凝土制备及其蒸发冷却效果研究

研究了硅灰掺量、砂率及天然骨料替代率对再生骨料透水混凝土抗压强度的改善效果,并在此基础上制备出抗压强度较高的再生骨料透水混凝土,再掺加保水材料以制备保水性再生骨料透水混凝土并研究其蒸发冷却效果。结果表明,提高硅灰掺量可增大拌和浆体量并改善界面过渡区的微观结构,提高砂率可显著增加拌和浆体量,而提高天然骨料替代率则改善了骨料颗粒级配,因此三种措施均能有效提高再生骨料透水混凝土的抗压强度;当硅灰掺量为7.5%、砂率为10%、天然骨料替代率为20%时可制备出28 d抗压强度达27.3 MPa的再生骨料透水混凝土,此时掺加保水材料制备保水性再生骨料透水混凝土,当保水材料掺量分别为3%、5%及7%时,试样28 d抗压强度将分别降低了35.9%、51.6%及57.1%。其中,保水材料掺量为3%的透水混凝土具有持续有效的蒸发冷却效果,而保水材料掺量为5%及7%的透水混凝土则仅具有显著的早期蒸发冷却效果。     

桥梁伸缩缝快速修补材料配制及性能研究

为解决因桥梁伸缩缝修补周期较长而造成道路拥堵、车辆通行效率降低的问题，采用特种水泥和硅酸盐水泥作为复合胶凝体系，通过调节灰砂比、减水剂及矿物掺合料，制备了一种快速固化的水泥基砂浆材料，并对砂浆的和易性评价指标和力学性能进行试验，得到砂浆的最优配比为：灰砂比1∶1.1,减水剂0.2%,硅灰、矿粉、粉煤灰掺量分别为水泥用量的6%、2%、4%。试验结果表明，基于最优配方，快速修补材料流动度达到200 mm左右，凝结时间控制在15 min～25 min,具有良好的施工和易性，且2 h抗折强度和抗压强度分别达到7 MPa和25 MPa, 28 d抗压强度达到50 MPa以上，干缩率小于0.02%,是一种理想的桥梁伸缩缝快速修补料。     

混合砂高性能海工混凝土性能分析

结合相关文献和项目部分配合比使用情况,通过比较P.O42.5级水泥C30桩基配合比、P.Ⅱ52.5级C30桩基混合砂配合比,经计算,两者浆骨比基本一致,后者耐久性、经济性较好。基于此,通过对C40\C45\C50墩柱混合砂高性能海工混凝土配合比施工过程中部分抗压强度的统计和氯离子扩散系数的检测发现：力学性能方面,28 d混凝土抗压强度均满足设计要求,且相对稳定,56 d强度有明显增长,90 d强度增长放缓;耐久性方面,56 d氯离子扩散系数小于3×10-12 m2/s。因此,总体来看,采用P.Ⅱ52.5级水泥设计混合砂高性能海工混凝土配合比,混凝土强度、耐久性均能满足要求,同时还有明显的经济效应。     

基于级配重组的骨架密实型水泥稳定砖混建渣级配优化方法

由于拆改工程中大体量砖混类建渣具有颗粒强度低等不良性质,按照现行水泥稳定碎石设计方法难以满足替代天然碎石的使用要求。因此,文中应用贝雷法优化设计,应用三参数检验比选骨架密实型材料级配,并考虑压实过程粗粒料压碎的级配重组现象修正级配,对比各设计环节混合料的力学性能。结果表明,贝雷法优化流程使材料7 d抗压强度平均提升81.2%,级配重组修正流程平均提升29.6%,且3%水泥掺量下材料强度大于4.0 MPa,可替代天然碎石应用于机场道面基层。     

水稳珊瑚集料基层配合比设计与基本性能研究

水泥稳定珊瑚集料半刚性基层是岛礁工程建设的理想基层类型。目前水稳珊瑚集料基层性能的研究尚不清晰,根据级配理论设置了骨架密实型集料的级配,结合珊瑚混凝土的研究成果,分析了混合料的界面结合特征,提出了水泥稳定珊瑚集料的基本配合比,并进行室内无侧限抗压强度试验和劈裂强度试验,分析了水泥剂量、龄期和粗细集料比例对强度的影响。试验结果表明,水泥稳定珊瑚集料基层的强度随水泥剂量的增加得到显著改善,并存在最优水泥剂量;其7d无侧限抗压强度达到了28d强度的80%以上,早强特点显著;其劈裂抗拉强度相对较高。试验结果可为水稳珊瑚集料基层应用于岛礁工程提供参考依据。