新型单液惰性浆液性能影响研究.pdf
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1、广东建材2023年第8期0 引言为了保证盾构隧道的稳固安全施工,在盾构隧道不断向前掘进的过程中,需要特别关注盾构隧道管片与盾壳尾部之间的缝隙。当管片从盾尾脱离时,管片外壁与周围土层之间会留下一圈缝隙,即盾尾缝隙,其厚度通常为 816cm。这种缝隙可能会对地表建筑物的稳定性造成威胁,因为周边地层的较大变形可能会导致地面下陷。为了最大限度地保证地面稳定,需要采取合理及时的注浆措施来填补壁后缝隙。然而,注浆也存在很多问题,例如由于浆液水化热作用、地下水问题、土体压缩等作用引发诸多不良影响。此外,注浆压力不当也可能导致浆体力学强度、物理大小和凝结时间等特性发生变化,从而引起地面下陷、隧道受力失衡和管片
2、上浮等问题。为了解决这些问题,本文对新型单液惰性浆液进行了优化试验,包括水胶比、胶砂比、膨水比和粉灰比等方面的配比优化,以实现流动性好、固结性好、充填性好的结合效果,相较于单液硬质浆液,单液惰性浆液具有凝结时间短、抗离析性差和施工控制要求低等优点1。1 试验原材料本次试验所用各原料浆料表现指标见表1。新型单液惰性浆液性能影响研究胡 涵(珠海横琴成远工程咨询有限公司)【摘要】盾构隧道管片壁后注浆技术,在解决盾构隧道工程的相关技术难题上发挥重要作用。壁后注浆材料在整个注浆工艺中选取,需综合考虑其注浆效果、相关费用、相关工艺等多个方面。本文选取某工程采用的新型单液惰性浆液作为研究对象,从水胶比、胶砂
3、比、膨胀比、粉灰比四个方面,对其进行室内配合比对照试验,通过研究浆料中各成分对浆液性能的影响,旨在促进壁后注浆技术的应用改进。【关键词】单液惰性浆液;注浆;配合比;隧道工程材料名称水熟石灰膨润土粉煤灰砂性能指标地下水,pH=7,无味。含氢氧化钙85%,筛余量320目0.5%。钠基材料,在200目筛子上的通过率为95%,膨胀率为1320ml/g。粉煤灰級,筛余量为0.045毫米方孔筛分,需保留粉质20%45%,含水量不大于5%。河砂在使用前要经过4.75mm的筛网,保证其细度模数大于或等于0.8,含泥量在5%以下。表1 各原料浆料表现指标2 配合比据有关实验数据显示,新型单液惰性浆液的常用水胶比
4、范围在0.90至1.1之间,而胶砂比则在0.5至0.7之间。为了保证测试的有效性,有利于后续的造型和优化工作,膨润土和水的比例应在0.15到0.35之间,粉灰比范围应在3.0到5.0之间。实验次数是实验因子个数的3倍,共做15组。新型惰性单液浆液的室内配比按表2所示的测试配比表进行了均匀性测试。表格中的数据显示单位为kg/m3,但实验过程中对所需材料的质量并未以体积单位即1m3进行计量。反之,试验者则按试验仪器的容量等比例对材料进行取用2。3 试验仪器和试验方法试验四项性能指标:浆液稠度,凝结时间,泌水率,28d 抗压强度。测试仪器及测试方法的采用有以下材料研究与应用-15广东建材2023年第
5、8期几种:浆液稠度试验采用SC-145砂浆稠度仪,在 建筑砂浆基本性能试验方法标准(JGJ/T70-2009)第四节稠度试验指导下,严格执行。冷凝时间试验严格采用ZKS-100砂浆冷凝时间测定仪,以 建筑砂浆基本性能试验方法标准(JGJ/T70-2009)第八节冷凝时间试验为指导。泌水率检测需要使用1000ml的计量筒,将调制好的混合液倒在计量筒内,直到达到1000ml刻度线的液面为止,见图1。在考场温度2024时,计量筒要盖上保鲜膜,防止水分蒸发。每隔十分钟测量一次,清水会逐渐析出,直到上面的浆液不再发生明显的变化3。泌水率=出水量/浆液总量100%在进行立方体抗压强度试验时,需严格按照 建
6、筑砂浆基本性能试验方法标准 JGJ/T70-2009 第九节有关立方体抗压强度试验的指导意见执行。试验过程如图2所示。4 试验结果及分析根据前面已经阐述过的考查方法,得出考查结果,见新型均匀试验单液惰性浆液结果表3。配方规格经过多重回归分析后,按照表格中的测试结果,就是含量比重。电脑处理采用MATLAB软件,回归机型采用混料Scheffe 多项式4。y=b0+k=15bkxk+j=15k=j5bjkxjxk式中,xj、xk为试验因素,b0、bk、bjk为回归系数。根据试验结果得如下回归关系:稠度:f=14.478237.765493x3+36.483452x21+27.564x1x3+2.26
7、94x2x3凝结时间:f=3.7128267.643x23+121056.1479x24+0.0883x25+87.5295x1x36109.3015x3x4泌水率:f=-0.089+0.1882x10.2116x33.8275x2x4+3.0949x4x528d抗压强度:f=1.6270.198x210.014x25+0.049x1x5对各种影响因子分析的回归分析结果,对各种影响因子和新型单液惰性浆液根据上诉采用回归分析结果。试验编号123456789101112131415膨润土67.595.0125.078.8192.5134.895.2175.079.0137.390.1165.912
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