焚烧灰造粒水泥玻璃固化配方研究

本文报道了针对中低水平放射性焚烧灰处理的水泥玻璃固化配方研究结果。以一种自制磷酸盐材料作为硬化剂，以水玻璃为固化基质进行了固化剂配方研究，并进行了固化体的性能测定。研究结果表明，当水泥玻璃固化剂的配方为：硬化剂，30±3％（wt）；水玻璃，66％（wt）；水泥，3±0．3％（wt）；外加剂，l％（wt）时，所制得水泥玻璃固化体均匀密实，密度在1．8～2．5g/cm^3间，28d的抗压强度≥10MPa；对^85Sr和134^Cs，第42天的浸出率均≤1．5×10^-4cm/d。焚烧灰经过造粒水泥玻璃固化后，固化体的减容系数（焚烧灰造粒固化后固化体的体积与焚烧灰的体积比）为0．56，减容效果好，性能优于水泥固化体。

焚烧灰造粒水泥玻璃固化体抗浸出性能研究

对焚烧灰造粒水泥玻璃固化体的抗浸出性能进行了研究,研究内容包括焚烧灰造粒水泥玻璃固化体的抗浸出性能和水泥玻璃净浆固化体的抗浸出性能。结果表明,在焚烧灰造粒水泥玻璃固化的基础配方(硬化剂,30%;水玻璃,66%;水泥,3%;外加剂,1%)上制备的焚烧灰造粒水泥玻璃固化体和净浆固化体的抗浸出性能好于水泥固化体的国家标准规定的要求,对于核素85Sr和134Cs,第42天的浸出率均≤1.5×10-4cm/d,累积浸出分数均小于6.23×10-2cm。

超细水泥-水玻璃双液浆性能及注浆止水效果试验研究

北京地铁14号线高家园站的站厅层和站台层采用暗挖通道连接,地层为富水粉细砂层。为解决暗挖通道采用普通水泥-水玻璃双液浆注浆止水效果差且地表隆起较大的问题,提出采用超细水泥-水玻璃双液浆注浆止水的方案。首先对浆液流动性、凝结时间和固结体强度进行测试,根据测试结果确定了超细水泥-水玻璃双液浆的配合比:A液为超细水泥净浆,水灰比为1.0;B液为水玻璃溶液,波美度为20°Bé;缓凝剂为磷酸氢二钠,掺量为2.5%。A液约占总注浆量的80%,B液与缓凝剂各占约10%。采用颗粒流数值模拟方法,研究了超细水泥浆液中颗粒在地层中的运移距离与注浆压力的关系。结合浆液性能测试和数值模拟结果,提出了注浆压力0.5 MPa,注浆孔直径5 cm,间距50 cm,梅花形布置的注浆方案。经在暗挖通道现场注浆试验,采用超细水泥-水玻璃双液浆注浆止水效果良好。

粉煤灰对玻璃纤维水泥砂浆的力学性能及耐久性的影响

玻璃纤维增强水泥砂浆(GFRC)是常见的纤维水泥砂浆。然而水泥水化过程中产生的碱性环境对玻璃纤维具有腐蚀作用,导致GFRC的耐久性较差。通过使用粉煤灰(FA)替代部分水泥,掺入GFRC中以提高其耐久性。试验考察了FA掺量对GFRC力学性能和干燥收缩率的影响,并通过加速老化和抗硫酸盐侵蚀试验来探讨FA掺量对GFRC耐久性的影响。结果表明,添加FA可以提高GFRC的后期强度并显著改善其耐久性。这是由于FA具有火山灰效应和填充效应,在降低了GFRC液相碱度及氢氧化钙含量方面发挥作用,从而减少了玻璃纤维的腐蚀;随着FA掺量增加,可有效降低GFRC干燥收缩率,但由于FA早期活性较低,使得含有FA的GFRC在早期强度方面略有下降。

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,此时更应该考虑迂曲度对双液浆渗透扩散的影响。

水溶蚀作用下水泥-水玻璃双液浆力学性能衰减机理研究

双液浆在富水环境中长期服役极易受到水溶蚀作用而力学性能大幅衰减。本文研究了配合比参数、养护制度对双液浆力学性能的影响,并结合多种微观分析手段,揭示了富水环境下双液浆性能衰减的作用机制。结果表明:10%、15%(质量分数)低含水率砂层中养护有利于早期强度发展,但后期强度逐渐衰减,而25%(质量分数)高含水率砂层中试块早期强度相比15%(质量分数)含水率砂层中试块降低了23.5%,但后期水溶蚀作用被大幅削弱,220 d抗压强度较90 d增加了15%;标准养护条件加速双液浆力学性能的劣化,试块强度分别较水中养护、绝湿养护降低了80.6%和91.0%;双液浆力学性能发展主要受水化反应及水溶蚀作用控制,早期阶段由水化反应主导,后期阶段由水溶蚀作用主导,力学性能的演变本质是两种效应相互叠加的结果;在富水环境中长期养护,基体外侧水化产物不断向外迁移溶出,在试块外层形成多孔结构包覆层,并成为内部结构中钠、硅酸根离子及水化产物的迁移通道,导致力学性能持续劣化。

基于浆液黏度时变性的水泥-水玻璃浆液动水注浆模拟研究

【目的】研究地下动水注浆工程中水泥-水玻璃浆液在不同因素影响下的注浆扩散规律。【方法】基于浆液黏度时变性,采用有限元数值模拟分析方法对浆液在各方向上的扩散状态以及地下水流速、注浆速率和浆液混合体积比对浆液扩散半径的影响进行分析。【结果】研究结果表明:在地下动水条件下,浆液在顺水流方向上的扩散距离明显大于横向和逆水流方向上的扩散距离;浆液扩散半径与地下水流速成反比,与注浆速率成正比,且注浆变量对浆液扩散半径影响程度为地下水流速>注浆速率>浆液混合体积比。【结论】模拟分析结果对水泥-水玻璃浆液在实际注浆工程中的应用具有一定参考价值。

水泥-水玻璃改良粉质黏土渗透性能与微观机理研究

针对南昌典型粉质黏土,制备了不同水泥及水玻璃掺量配比下的改良粉质黏土,通过对试样开展室内渗透试验、扫描电镜(SEM)与X射线衍射(XRD)测试,着重探讨了水泥掺量、水玻璃掺量、养护龄期对粉质黏土抗渗性能的影响规律。结果表明:改良粉质黏土的渗透系数在养护龄期7~14 d下降速度3倍高于14~28 d;随着水泥掺量的不断增加,改良粉质黏土的渗透系数不断下降且下降速率逐步变小;水玻璃掺量的增加可明显减小改良粉质黏土的渗透系数;水泥-水玻璃可协同作用提高粉质黏土的抗渗性,且掺量配比存在最优值24%水泥+6%水玻璃;相较于单掺水泥改良粉质黏土,水玻璃的掺入并未改变水化产物主要物相组成,而是促进水化反应进行,提高了C-S-H凝胶和C-A-S-H钙钒石等水化产物产量,大大减少了土颗粒间的孔、裂隙数量。

水泥–水玻璃固化软土的微观机理研究

采用扫描电镜技术对不同龄期水泥–水玻璃加固软土的微观结构特征进行观察和研究。借助GIS技术实现了扫描电镜图像的三维可视化,并计算了加固前后土的孔隙率。研究结果表明:水泥–水玻璃的水化产物前期以三硫型水化硫铝酸钙为主,后期以水化硅酸钙为主。水化物形态多为纤维状和棱柱状,通过相互搭接形成网络并包裹土颗粒形成较大颗粒起到加固作用。从化学和物理两个方面分析了水泥–水玻璃固化软土的微观机理。水泥–水玻璃加固软土的微观机理从化学角度主要表现为:水泥的水化水解反应、水玻璃的速凝和增强作用、黏土颗粒与水泥水化物的作用;从物理角度则主要表现为:水化物的充填作用、胶结作用、加筋作用和骨架作用。研究成果对软土地区地基处理和施工有重要意义。

水泥-水玻璃浆液裂隙注浆扩散的室内试验研究

动水环境中的注浆扩散规律对指导突涌水治理注浆设计与施工具有重要意义。通过开展水泥-水玻璃(C-S)浆液单一平板裂隙动水注浆模型试验,揭示了基于试验条件下的C-S浆液裂隙动水注浆扩散过程的非对称椭圆(AE)扩散规律,提出浆水速比的概念并用其拟合AE扩散控制参数随时间的变化曲线,分析了浆水速比对浆液扩散范围的影响,最终建立了描述浆液扩散迹线的瞬态方程。研究结果表明:浆液扩散迹线可以采用随时间变化的非对称椭圆进行描述;逆水扩散距离和扩散开度与浆水速比正相关而浆液顺水扩散距离与浆水速比负相关。并据此对裂隙动水注浆设计提出了建议,希望对实际注浆工程提供一定借鉴。

基于裂隙动水注浆的水泥–水玻璃浆液相界面特征研究

在地下工程注浆治理中,不同类型的浆液与水具有不同的相界面特征,浆–水相界面特征对揭示注浆堵水机制及建立浆–水混合区数值模型具有重要意义。通过分析不同浆液的浆–水相界面形态,得到注浆材料相界面表征方法和适用类型;通过注浆模拟试验,开展水泥水玻璃浆–水相界面测定试验,得到动水条件下水泥水玻璃浆–水相界面特征;对试验数据进行回归分析,将相函数拆分为高度函数和宽度函数对相界面几何特征进行描述,并分析浆–水相界面特征的影响因素。研究成果对注浆堵水机制的发展和浆–水界面数值模型的建立具有一定的参考价值。

不同土体中水泥-水玻璃浆液的扩散规律

为研究不同土体中水泥-水玻璃浆液扩散规律,基于浆液劈裂土体形成的裂缝形状和宾汉流体在平板裂缝中的流变方程,推导出不同土体中水泥-水玻璃浆液黏度、流量、注浆压力差、浆液扩散距离的计算公式,计算分析不同土体中水泥-水玻璃浆液的黏度、注浆压力以及裂隙高度对浆液扩散距离的影响。研究结果表明:浆液扩散距离随浆液黏度的增大呈非线性减小,随注浆压力的增大呈非线性增大,裂隙高度增大使浆液扩散距离迅速增大;通过注浆后工程现场取芯试验对计算结果进行分析,验证了不同土体中浆液扩散距离和劈裂缝高度的关系。

水泥-水玻璃双液注浆中的最优参数选择

水泥-水玻璃(CS)双液注浆技术以其凝固速率可控性强、材料来源广,在岩土工程中得到广泛应用。本文结合玲珑金矿塌陷巷道治理工程,进行了水泥-水玻璃不同配比下的凝胶试验,得出各浆液的初凝速率变化不大,而水泥的终凝速率却变化很大,并在不同的配比会出现一个拐点呈直线上升趋势。本文提出在拐点附近选择注浆配比最经济有利的看法,此论点在玲珑金矿255塌陷巷道治理工程中得到验证。它对相关工程具有重要的参考价值。

水泥—水玻璃双液注浆在黄土隧道施工中的应用

针对黄土隧道进出口段的黄土层在与基岩交界附近为饱和黄土,围岩强度低,自稳能力差,施工难度大的现状,在室内测定了水泥—水玻璃浆液不同配比和不同温度情况下的胶凝时间及浆液结石体抗压强度的基础上,通过现场注浆试验,对水泥—水玻璃浆液配比、注浆压力、浆液扩散半径等技术参数和注浆工艺进行了研究。结果表明:在黄土隧道施工中,水泥—水玻璃双液注浆参数为:水玻璃模数M=2.8～3.1,水玻璃溶液浓度Be′=35～40,水泥浆水灰比W/C=0.75:1～1.0:1(重量比),水泥浆:水玻璃=1:0.5～1:1.0(体积比),注浆压强为0.6～3.5MPa,浆液扩散半径为0.5～1.3m。工程实践说明:采用水泥—水玻璃双液注浆方法加固黄土隧道进出口段的饱和黄土可以取得较好的效果。

水泥-水玻璃双液注浆在饱和动水砂层隧道施工中的应用研究

针对隧道在饱和动水砂层中自稳能力差、施工难度大的现状,通过现场注浆试验对水泥-水玻璃注浆压力、TSS管注浆工艺等进行了研究。研究表明新奥法中应用水泥-水玻璃双液注浆方法加固饱和动水砂层隧道可以取得较好的效果。

水泥-水玻璃双液注浆力学特性的试验研究

通过测定水泥-水玻璃双液注浆压强0.4 MPa,距离注浆中心0.5 m,注浆龄期1,2,4和12 h高精度测斜管的变形,结合有限元软件ABAQUS,研究不同注浆龄期、不同深度水泥-水玻璃双液注浆的力学特性。试验结果表明:注浆龄期1,2,4和12 h,水泥-水玻璃双液注浆产生的注浆压力先增大后减小,再持续增大,最小值发生在注浆龄期2 h;各个注浆龄期测斜管变形内力Mises的最大值出现在注浆土层中心深度,测斜管的第二大变形内力出现在注浆土层与未注浆土层分界处。

水泥-水玻璃浆液性能试验研究

本文针对灌浆材料应用广泛的实际 ,选择水泥 -水玻璃浆液进行研究 ,通过对其主要性能参数的试验分析 ,得出了该类浆液的最优配比方案 ,实现了性能优良、经济合理的目的 ,以便满足实际工程的需要。

超细水泥-水玻璃双液浆的研究及应用

本文介绍了目前国内外超细水泥的发展现状，研究了超细水泥－水玻璃双液浆（简称ＭＣ－Ｓ双液浆）的基本性能指标，将该浆液成功地应用于广州地铁杨体区间饱和动态含水砂层。

外加剂对水泥-水玻璃浆液凝固特性的影响

水泥-水玻璃浆液是一种适用范围广泛的注浆材料,本文在其化学反应机理及两种外加剂作用机理分析的基础上,对氯化铝溶液及磷酸氢二钠两种不同外加剂对该浆液凝固特性的影响进行了对比试验研究。试验包括凝胶时间、结石率、抗压强度、浸出液pH值的测定及耐久性试验,实验结果表明,相对于磷酸氢二钠,氯化铝溶液对水泥-水玻璃浆液的缓凝效果更佳,浆液结实率及抗压强度也更大,同时其浆液结石体的耐久性能更加优越,且随着养护龄期的延长,其浸出液由碱性逐渐接近中性。

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。