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硅酸盐学报 2007年第4期35卷 472-477页

作者：胡曙光王红喜张高展丁庆军武汉理工大学材料科学与工程学院武汉430070

针对水玻璃-水泥(soluble glass-cement,SC)注浆材料在地层加固过程中抗水溶蚀性能差和工业废渣得不到有效利用等问题,用工业废渣完全取代SC注浆材料中的水泥制备出水玻璃-工业废渣(矿渣、钢渣、粉煤灰)(soluble glass-activated indust... 详细信息

针对水玻璃-水泥(soluble glass-cement,SC)注浆材料在地层加固过程中抗水溶蚀性能差和工业废渣得不到有效利用等问题,用工业废渣完全取代SC注浆材料中的水泥制备出水玻璃-工业废渣(矿渣、钢渣、粉煤灰)(soluble glass-activated industrial residue slag,SAS)注浆材料。模拟淡水侵蚀环境,对SAS和SC两体系注浆材料进行了水溶蚀试验研究,结果表明SAS系列抗水溶蚀性能优于SC系列的。在水溶蚀作用180d条件下,SAS注浆材料的强度无损失,而SC系列结石体强度损失率达50%;SAS系列的Si溶出量、溶出物质总量和电导率等都低于SC系列的。压汞法、X射线衍射、扫描电镜测试结果也表明:SAS具有致密的微观结构和低溶解度的水化产物,从微观层次证明了SAS系列注浆材料的高抗水溶蚀性能。

关键词：注浆材料抗水溶蚀性能水玻璃工业废渣

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改性C-S注浆材料力学性能与注浆性能研究

改性C-S注浆材料力学性能与注浆性能研究

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作者：宋何阳重庆交通大学

学位级别：硕士

现如今,全国隧道与地下工程建设面临“构造复杂、地质环境多变、灾害频发”的严峻考验,施工中遭遇的突水灾害治理堪称世界级工程难题,现阶段注浆材料在注浆前期工作性、后期耐久性两个方面存在一定缺陷。为了解决此类问题,本文主要研究... 详细信息

现如今,全国隧道与地下工程建设面临“构造复杂、地质环境多变、灾害频发”的严峻考验,施工中遭遇的突水灾害治理堪称世界级工程难题,现阶段注浆材料在注浆前期工作性、后期耐久性两个方面存在一定缺陷。为了解决此类问题,本文主要研究影响C-S材料性能的主要因素,通过控制一级粉煤灰掺量、A液(水泥净浆)水灰比、A液B液体积比、磷酸氢二钠掺量等变量对C-S双液注浆材料进行一系列的改良。首先采用正交实验选取最优的改性C-S材料配方;其次在实验室条件下将改性C-S材料与普通注浆材料在流变性能、抗水溶蚀性等性能进行对比,并通过宏观和微观两个手段进行分析;最后利用固-流藕合模型进行注浆模拟,研究分析改性C-S材料与普通注浆材料的注浆性能,并提出符合改性C-S材料的注浆方程。主要研究成果如下:(1)C-S材料中A液(水泥净浆)根据析水率、流动度两个条件综合考虑:水灰比越大,A液析水率越大,注浆效果越差;水灰比越大,水泥颗粒越分散,早期水泥颗粒之间水化后连接较少,水泥早期水化速度减慢,从而流动度越大。综合考虑,C-S材料的A液(水泥净浆)水灰比应控制在0.7-1.3之间。(2)A液的水灰比、A液与B液之间的体积比、一级粉煤灰掺量、NaHPO掺量都会影响C-S材料的凝结时间,其中NaHPO在某种程度上能够很好地控制C-S材料的凝结时间。提高A液的水灰比可以提高C-S材料的流动度,粉煤灰的加入可以很好地改善C-S材料的流动度。降低A液的水灰比、降低一级粉煤灰掺量、降低NaHPO掺量可以降低C-S材料早期的析水率。(3)通过正交实验确定了改性C-S材料的配方,利用实验室条件将改性C-S材料、普通C-S材料、单液材料进行性能对比。通过XRD、SEM等微观手段重点分析在抗水溶蚀性能方面改性C-S性能优于传统C-S材料的原因。最终得出改性C-S材料在流变性能、抗水溶蚀性能方面优于传统注浆材料。(4)利用固-流耦合地层模型进行注浆模拟,模拟发现在相同注浆量的条件下,改性C-S材料的注浆有效扩散半径要大于传统注浆材料的有效扩散半径,注浆效果较好;并通过流变力学对注浆公式进行推导,根据现场试验对公式进行修正,得出了能反应实际注浆情况的注浆方程。

关键词： C-S材料流变性能抗水溶蚀性能固-流藕合模型注浆方程

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