早强剂对盾构同步注浆结石体强度影响的试验研究.pdf
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1、第卷第期水 利 科 学 与 寒 区 工 程V o l ,N o 年月H y d r oS c i e n c ea n dC o l dZ o n eE n g i n e e r i n gA u g,孙士博早强剂对盾构同步注浆结石体强度影响的试验研究J水利科学与寒区工程,():早强剂对盾构同步注浆结石体强度影响的试验研究孙士博(沈阳合悦土木工程有限公司,辽宁 沈阳 )摘要:利用室内试验的方式,探讨了早强剂对输水隧洞盾构施工同步注浆结石体强度的影响.试验结果显示,常用早强剂在提高盾构同步注浆结石体早期强度方面具有重要作用,而复掺方案对结石体强度的提升作用更为明显,其最优方案为掺入的无水硫酸钠
2、和 的三乙醇胺.关键词:早强剂;同步注浆;结石体强度中图分类号:T V 文献标志码:A文章编号:()收稿日期:作者简介:孙士博(),女,满族,辽宁凤城人,工程师,主要从事农业水利工程设计工作.E m a i l:s y l c o m.盾构施工就是在地下隧洞工程施工过程中利用盾构机进行隧洞的开挖,其钢壳可以有效防止岩土向隧洞内部崩塌,保证开挖面的安全稳定,同时还可以大幅提高施工效率.鉴于该工法相对于传统钻爆法施工存在显著优势,目前已经成为长距离输水隧洞建设的发展方向.在盾构施工过程中,由于管片需要在盾构钢壳内拼装,因此两者之间会形成一定厚度的环形空隙.为了约束周边岩土体和管片位置变形,需要在施
3、工过程中对上述缝隙进行同步注浆.显然,盾构施工同步注浆的结石体是管片和土体之间的过渡性接触体,其强度对功能发挥具有十分重要的作用.因此,为了达到理想的注浆效果,就必须要选择凝固更快,浆液结石体具有较高早期强度的浆液,以有效防止各种工程事故.早强剂可以有效提升水泥基材料的早期强度,以达到快速脱模和提高流速的目的,可以充分发挥在盾构同步注浆浆液性能优化方面的作用和价值,因此也一直是水泥基材料研究的重要领域.经过多年研究和发展,目前已经研发出多种具有突出工程效果和价值的早强剂.这些早强剂按照其成分不同可以分为有机类、无机类和复合型等三大类别,不同种类的早强剂其原理和作用机制也有所不同.基于此,此次研
4、究利用试验的方式,探讨常用早强剂单掺和复掺对同步注浆结石体强度的影响,以便为工程应用提供借鉴.材料与方法 试验材料盾构同步注浆浆液的一般材料包括胶凝材料、骨料、水和各种添加剂.研究中根据同步注浆的实际要求和相应的施工规范选择试验材料.同步注浆材料一般使用普通硅酸盐水泥作为胶凝材料,此次研究使用的是本溪市平山区兴隆水泥制品厂生产的PO 普通硅酸盐水泥.粉煤灰在同步注浆中可以替代部分水泥,使胶凝材料级配更合理,同时改善注浆结石体的性能.此次研究中使用的是鞍山成达粉煤灰制品经营有限公司提供的电厂级粉煤灰.试验用骨料为天然砂,其细度模数为 ,为中砂,含水量为 ,含泥量为 ,表观密度为 k g/m.试验
5、选择目前早强混凝土配制中经常使用的种不同类别的早强剂,分别是无水硫酸钠、甲酸钙、三乙醇胺、溴化钙和三异丙醇胺,上述早强剂均由上海麦克林生化有限公司出品.级别为分析纯.试验用水为普通自来水.试验方法在试验过程中,首先按照不同试验方案的配合比要求,称量好水泥、粉煤灰、骨料、添加剂和水的用量.在浆液的制备过程中,首先将称量好的水倒入搅拌锅,然后加入粉料和外加剂,再将搅拌锅放在搅拌机上.每次搅拌的用量应该以搅拌锅体积的 为宜,如果材料量过少,会影响搅拌效果,如果搅拌量过多,就会造成搅拌过程中浆液飞溅.在固定好搅拌锅之后,在快速挡搅拌 s,然后加入骨料再搅拌 s.此次试验的抗压强度测试采用的是 mm m
6、m mm的立方体试件.在试件制作过程中,首先在模具内壁均匀涂刷一层脱模剂,然后将配制好的浆液倒入试模,并用捣棒在中心部位均匀插捣 次.在插捣过程中如果浆液面低于试模边缘高度,要及时补浆.在浆液初凝之后用刮刀将上表面刮平抹光.试件制作完成后养护至试验规定龄期.试件的 抗 压 强 度 和 抗 折 强 度 测 试 采 用 的 是S HT 型电液伺服万能试验机,在试件快速变形破坏时记下荷载值,然后计算获取试件的抗压强度和抗折强度值.单掺方案试验与结果分析 试验方案为了研究不同种类早强剂对浆液结石体早强作用的影响,试验中根据不同早强剂的性能、生产厂家推荐掺量以及相关工程经验,以质量分数为标准综合确定种不
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