A new clay-cement composite grouting material for tunnelling in underwater karst area

A new clay-cement composite grouting material (CCGM) for tunnelling in underwater karst area was developed through the excellent synergistic interactions among cement, clay, meta-aluminate and lignin. The probable formation mechanism of the material was proposed based on a series of experimental tests. The results show that with an optimal mass ratio (2:1:1:0.024) for water, cement, clay and additives, the obtained CCGM displayed an excellent grouting performance for karst in an underwater condition. Compared with neat cement grouts and clay-cement grouts, CCGM has faster gel time, lower bleeding rate and bulk shrinkage rate, greater initial viscosity, and a strong resistance to water dispersion. A successful engineering application indicates that CCGM not only fulfils a better grouting performance for karst in underwater conditions but also reduces the engineering cost and environmental pollution.

高分子基水下灌浆材料的研究进展

水下灌浆是水工建筑物修补加固的重要方法。相较于水泥基灌浆材料,高分子基灌浆材料具有黏度低、可灌性好、凝胶固化速率快和弹性好等优势,适用于细小裂缝和活动裂缝的快速修复。然而,目前常用的高分子基灌浆材料用于水下灌浆时,存在力学性能差、黏结强度差、耐久性差和成本高等不足。文中结合常用的高分子基灌浆材料,分析了水下灌浆的难点,并从树脂主剂、固化剂和助剂3个方面归纳了水下灌浆材料的改性策略。最后,指出了水下灌浆材料的未来发展方向是绿色化和自修复功能化,以更好地适应复杂的水下环境。

水下不分散灌浆料的制备及性能研究

以普通硅酸盐水泥为主要胶凝材料制备了一种水下不分散灌浆料,选取硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和无水石膏的三元胶凝体系,采用单因素试验法,研究了水料比、高分子絮凝剂掺量、聚羧酸减水剂粉末掺量这3个关键因素对水下不分散灌浆料流动度、抗分散性、抗压强度的影响,确定出了最佳掺量。结果表明:当水料比为0.14、高分子絮凝剂掺量为0.15%、聚羧酸减水剂粉末掺量为0.55%时,水下不分散灌浆料的初始流动度为258 mm,30 min流动度为256 mm;7 d、28 d水下抗压强度分别为35.76 MPa、53.09 MPa;水下抗分散性为Ⅰ,水下不分散灌浆料的水下抗分散性好,可用于C40混凝土修补加固。

超早强水下不分散注浆料在运营隧道中的应用

根据运营隧道的空洞类型、渗漏情况、天窗期治理要求及施工工艺,以硫铝酸盐水泥、粉煤灰、精制石英砂、水下不分散剂及多种功能助剂复合,配制超早强水下不分散注浆料。通过性能试验,优化注浆料各组分配比,制备出初始流动度达330 mm,可操作时间达30 min,水下抗分散性优异,2 h水下成型抗压强度大于5 MPa,28 d水下成型抗压强度40.9 MPa的超早强型水下不分散注浆材料,满足运营隧道2 h天窗期治理要求,大大提高了运营隧道渗漏注浆治理效率及质量。

可用于水下混凝土结构裂缝修补的注浆材料

根据水下结构混凝土裂缝的饱水特征,设计一种高性能注浆修补材料。以流动性和水下抗分散性为首要设计指标,调整各组成材料之间的匹配关系,选择3组性能较好的注浆料进行对比试验,探讨其各方面的性能。各原材料之间的配合关系和水灰比的变化,都会对注浆料的流动性、凝结时间、黏度和强度等性能产生显著影响。所设计的注浆料性能良好,且对母体材料的裂缝基面有良好的粘结性能,可用于水下混凝土结构裂缝的修补。

水性胶乳固化剂对水泥基弹性灌浆料性能的影响

为了改善水泥基弹性灌浆材料在深水环境条件下的使用性能,研究了丙烯酸酯乳液和水性胶乳固化剂对水泥基弹性灌浆材料性能的影响,并对水泥基胶凝材料的配比进行优化。试验结果表明,在丙烯酸酯胶乳中加入水性胶乳固化剂并掺入灌浆料后,一部分丙烯酸酯与水性固化剂中的酰胺基在水泥水化形成的碱性条件下发生迈克尔加成反应和酰胺化反应生成聚丙烯酰胺系列化合物,提高了灌浆料水下不分散性,固结体水气强度比在90%以上;同时,水性胶乳固化剂促进了另一部分丙烯酸酯共聚胶乳固化成膜,弹性灌浆料与混凝土裂缝界面水下粘结抗折强度大于2.0 MPa,抗渗承载压强大于1.2 MPa。灌浆料中掺加适量橡胶细粉并优化配伍可有效降低固结体弹性模量,提高抗冲击韧性和弹性变形能力,灌浆料固结体体积稳定,无干缩开裂隐患。

水下结构加固环氧复合灌浆料性能及施工工艺研究

研究了一种水下结构加固工艺:先安装套筒再进行复合灌浆料灌注的方法进行施工。该方法有施工工艺简单,工期短,施工难度小,环氧复合灌浆料与原结构表面结合度高等优点。通过在干燥、淡水和人造海水3种不同环境下的修补试验,发现水下修补复合灌浆料在不同环境下对基材都有良好的修复效果;论述了施工工艺流程,施工物资准备、施工质量保证措施,可为水下结构加固修复施工提供经验借鉴。

新型水下灌浆材料组分量的确定

通过乙醇封端的二异氰酸酯,对乙烯基酯树脂进行改性,在其侧链上接枝上强极性的氨酯键,合成了一种黏度低于100mPa.s,可灌性好的新型水下灌浆材料。在本实验室的灌浆工艺下,该浆材可用于水下混凝土结构补强并堵水,测得的水下粘接强度在3.0MPa以上,抗压强度在100MPa以上。本文就这种水下灌浆材料的制备,及其中引发剂、催化剂和双亲组分单体的用量等对材料的水下粘接性能影响进行了逐个单因素分析,找到了最优用量。结果表明,在最优用量时,改性乙烯基酯树脂浆材,作为水下修补材料,具有优良的粘接补强性能。

聚合物改性水下修补灌浆料的性能研究

研究了羟乙基甲基纤维素醚和可分散乳胶粉对改性灌浆料力学性能的影响。结果表明,掺入纤维素醚可提高灌浆料的保水率,保证水泥基灌浆料的后期水化,但掺量过多时不利于改性灌浆料的抗压及抗折强度发展,推荐掺量为0.2%~0.4%;乳胶粉掺入修补灌浆料后可与水泥硬化浆体形成理想的粘结体系,对灌浆料的抗折和拉伸粘结强度有利,且在一定范围内,乳胶粉与纤维素醚复合掺加比单掺乳胶粉或纤维素醚更有利于改性灌浆料的拉伸粘结强度的提高;而潮湿条件修补材料应优选含憎水基团的8034H可分散乳胶粉,推荐掺量不小于8%。

高风险岩溶隧道注浆材料水下抗分散性试验研究

在高风险岩溶隧道注浆材料的研制中,为了确定水下抗分散剂的种类、掺量,初选了2种水下抗分散剂P,H,通过直观观察优选出一种H,再通过测试不同掺量下试件的强度,确定掺量大小。最后通过pH值测试、水陆强度比试验评价水下抗分散性能。结果表明,掺入适量的H后,浆液水下抗分散性能良好,有利于封堵高压、富水岩溶区的突水、涌泥。

超早强水泥基水下灌浆料的研制

在早强微膨胀水泥基灌浆料中掺入UWB-Ⅲ型抗分散剂、聚羧酸高性能减水剂以及酒石酸缓凝剂制备新型超早强水泥基水下灌浆料。采用正交试验研究各因素掺量对超早强水泥基水下灌浆料的工作性能、力学性能的影响,对最优配合比进行水陆强度比、悬浊物含量、劈裂抗拉强度测试,以验证其水下性能。试验结果表明:新型超早强水泥基水下灌浆料流动性好、超早强、后期强度高、不倒缩、微膨胀,具备良好的水下抗分散性能,可应用于C40混凝土水下抢修。

水泥基盾构同步注浆材料的性能研究

研究了胶砂比、水泥用量和膨润土掺量对水泥基盾构同步注浆材料基本性能、填充性能与抗水分散性能的影响,结果表明,随着水胶比的增大,水泥基注浆材料浆液的稠度和泌水率增加,抗压强度降低,分层度变化不大;随着膨润土掺量的增加,水泥基注浆材料浆液的泌水率降低;结石率可用于评价注浆材料的填充性能;水陆强度比宜作为注浆材料抗水分散性的评价指标。

水下玻纤套筒加固技术研究

简述水下玻纤套筒加固系统的国外应用历史及国内今年发展状况,水下玻纤套筒加固系统与传统桥墩加固方法的性能对比。通过独立研发数据展示水下环氧灌浆料研发过程,核心性能指标的检测方法和水下灌注模拟试验的测试结果。最后结合国内水下玻纤套筒加固系统实际应用工程,探讨水下玻纤套筒加固系统的应用前景和技术改进方向。

HK-963-J2高触变型水下环氧灌浆材料的研制和应用

对HK-963-J2高触变型水下环氧灌浆材料的研制过程、应用原理以及应用实例进行了介绍。HK-963-J2是在传统水下产品HK-963水下增厚型环氧涂料的基础上研制而成的,具有触变性高、可操作时间长、固化时间可调、线性收缩小、密度低、水下粘接性能好、低温条件下固结体力学强度高等特点。该产品巧妙结合了体系的粘度、密度和触变性,实现了在水下"站立"的效果。HK-963-J2可以采用螺杆砂浆泵进行灌注施工,输浆填充性好,在灌浆泵停止灌浆时,浆材即停止流动。该材料可用于对水下裂隙、管道、钢衬脱空区等工程缺陷以可控灌浆的方式进行定点、定量的灌注填充封堵,为水下工程缺陷的防渗加固修复提供了新的解决方法。

新安江大坝19～20号坝段上游面水下横缝防渗施工

水工建筑物水下混凝土的渗漏及其他缺陷治理,是一项国际性工程技术难题,本文介绍了在新安江水电站19～20号坝段横缝上游面进行的水下LW化学灌浆和SR防渗模块粘贴施工工艺,探索了水下防渗新材料与水下施工液压技术相结合的水下防渗工法,在国内首次实现了38.2m水深错台横缝迎水面的水下防渗施工。

复合注浆技术治理某海洋半水下工程衬砌混凝土裂缝

介绍了某大型舰艇基地海洋半水下工程采用复合注浆、内注外补的方法治理混凝土裂缝的施工技术,重点阐述了施工缝和渗水裂缝采用超早强自流平浆材、聚氨酯浆材复合注浆,结构裂缝内部灌注改性环氧树脂处理、表面采用环氧砂浆进行封闭的工艺。

隧道注浆材料的研究与应用

当前我国正大规模进行道路改造升级,而我国南方地区多山地丘陵,道路建设中开挖隧道较多,且当地靠近海边,混凝土结构易被离子侵蚀.故本文致力于设计一种堵水效果优良、流动性好、水下抗分散性能强、初终凝间隔短的注浆材料,填充密实衬砌后的缝隙,改善隧道的耐久性,提高我国隧道行业的建设水平.