畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）木質(zhì)素磺酸鈣減水劑對地基加固中雙液注漿材料性能影響的試驗(yàn)研究

1、河北建筑工程學(xué)院畢 業(yè) 論 文 正 文課題名稱木質(zhì)素磺酸鈣減水劑對地基加固中雙液注漿材料性能影響的試驗(yàn)研究 系別： 土木工程系 專業(yè)： 材料科學(xué)與工程 班級： * 姓名： * 學(xué)號： * 指導(dǎo)教師： * 職稱： 講師 輔導(dǎo)教師： 職稱： 49目錄第1章 緒論11.1 國外雙液注漿材料的發(fā)展概況11.2 國內(nèi)雙液注漿材料的發(fā)展概況11.3 注漿材料發(fā)展的背景和現(xiàn)狀21.3.1單液水泥類漿液21.3.2水玻璃類漿液21.3.3水泥-水玻璃雙液注漿21.3.4丙烯酰胺類漿液31.4 水泥水玻璃雙液注漿材料的基本知識概念31.4.1水玻璃31.4.2注漿41.4.3漿液密度41.4.4漿液濃度41.4

2、.5凝膠時(shí)間51.4.6水泥-水玻璃雙液注漿材料及配比參數(shù)51.4.7固結(jié)體強(qiáng)度51.4.8注漿工藝51.4.9黃土61.4.10減水劑61.5 雙液注漿材料的發(fā)展趨勢71.5.1加強(qiáng)研制注漿新材料，改進(jìn)現(xiàn)有的注漿材料71.5.2發(fā)展多種注漿工藝交替作業(yè)的注漿施工技術(shù)71.5.3實(shí)現(xiàn)注漿設(shè)備輕小型化、機(jī)組化、系列化和自動(dòng)化71.5.4加強(qiáng)和發(fā)展注漿施工過程中的監(jiān)控和注漿效果的檢測工作81.5.5加強(qiáng)和發(fā)展注漿試驗(yàn)研究和理論研究81.6本課題研究的目的、意義及側(cè)重點(diǎn)8第2章 試驗(yàn)研究92.1 本課題研究的思路、方案及具體內(nèi)容92.2 原材料及其基本性能測試92.2.1水泥102.2.2水玻璃11

3、2.2.3水122.2.4摻合料122.2.5外加劑122.2.6漿液的制備132.3 本課題所用的主要試驗(yàn)儀器設(shè)備132.4 雙液注漿材料的配合比設(shè)計(jì)132.4.1水玻璃的稀釋142.4.2水泥漿原料用量試驗(yàn)152.5雙液注漿材料試驗(yàn)基本過程162.5.1水泥-水玻璃雙液注漿材料試件的制作之前的準(zhǔn)備工作162.5.2試件的制作162.5.3試件強(qiáng)度的測定過程21第3章 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析293.1 雙液注漿材料的凝膠時(shí)間分析293.1.1 木鈣減水劑摻量對雙液注漿材料凝膠時(shí)間的影響293.1.2減水量對雙液注漿材料凝結(jié)時(shí)間的影響313.2 雙液注漿材料的強(qiáng)度分析313.2.1木鈣減水劑摻量對

4、雙液注漿材料7d抗折強(qiáng)度的影響313.2.2減水量對雙液注漿材料7d抗折強(qiáng)度的影響343.2.3木鈣減水劑摻量對雙液注漿材料7d抗壓強(qiáng)度的影響353.2.4減水量對雙液注漿材料7d抗壓強(qiáng)度的影響363.2.5木鈣減水劑摻量對雙液注漿材料28d抗折強(qiáng)度的影響373.2.6減水量對雙液注漿材料28d抗折強(qiáng)度的影響403.2.7木鈣減水劑摻量對雙液注漿材料28d抗壓強(qiáng)度的影響403.2.8減水量對雙液注漿材料28d抗壓強(qiáng)度的影響413.3 雙液注漿材料的經(jīng)濟(jì)性分析42第4章 結(jié)論及展望444.1 結(jié)論444.2 展望44參考文獻(xiàn)46致謝47 木質(zhì)素磺酸鈣減水劑對地基加固中雙液注漿材料性能影響的試驗(yàn)研

5、究第1章 緒論1.1 國外雙液注漿材料的發(fā)展概況注漿技術(shù)是一項(xiàng)實(shí)用性很強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣的工程技術(shù)。它的實(shí)質(zhì)是用渣壓、氣壓或電化學(xué)方法，把某些能凝固的漿液注入到巖土體的孔隙、裂隙等結(jié)構(gòu)面中，使巖土體形成強(qiáng)度高、抗?jié)B性能好、穩(wěn)定性高的新結(jié)構(gòu)體，從而達(dá)到了改善巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)。注漿的目的：一是對巖土體起防滲作用，二是起加固作用。 注漿技術(shù)最早在1802年由法國用木制沖擊泵注入粘土和石灰漿液加固地層開始的。1828年英國研制發(fā)明硅酸鹽水泥后，注漿材料發(fā)展以水泥漿液為主。1864年阿里因普瑞貝礦井首次用水泥注漿對井筒堵水。1886年，英國研制成功了壓縮空氣注漿機(jī)，促進(jìn)了水泥注漿法的發(fā)展。十九世紀(jì)末二十

6、世紀(jì)初，注漿技術(shù)在法國和秘魯煤礦的立井施工堵水中獲得巨大成就，同時(shí)高壓注漿泵也研制成功。由于水泥漿液存在可注性較差的原因，1884年化學(xué)漿液在印度問世，并用于建橋固砂工程。1887年到1909年，德國和比利時(shí)先后獲得水玻璃注漿材料和雙液單系統(tǒng)注漿法專利。1920年喬斯頓( jooscen )發(fā)明了水玻璃、氯化鈣注漿的“喬斯頓注漿法”1。二十世紀(jì)四十年代，注漿技術(shù)的研究和應(yīng)用的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)鼎盛時(shí)期，各種水泥漿材和化學(xué)漿材相繼問世，尤其是六十年代來，有機(jī)高分子化學(xué)漿材得到迅速的發(fā)展，各國大力發(fā)展和研制注漿材料及其注漿技術(shù)隨著注漿材料的飛速發(fā)展，注漿工藝和注漿設(shè)備也得到了巨大發(fā)展，注漿技術(shù)應(yīng)用工程

7、規(guī)模越來越廣，它涉及到幾乎所有的巖土和土木工程領(lǐng)域，比如礦山、鐵道、油田、水利水電、隧道、地下工程、巖土邊坡穩(wěn)定、市政工程、建筑工程、橋梁工程、地面沉陷等各個(gè)領(lǐng)域1。 但是，自從1974年日本福岡發(fā)生丙烯酰胺注漿引起環(huán)境污染造成中毒事故后，化學(xué)注漿技術(shù)的研究和應(yīng)用曾一度跌入低潮。日本禁止水玻璃之外的其它化學(xué)漿材的使用，世界各國也禁止使用毒性較大的化學(xué)漿材。八十年代，由于化學(xué)漿材的改性，化學(xué)注漿技術(shù)又得到繼續(xù)發(fā)展1。 1.2 國內(nèi)雙液注漿材料的發(fā)展概況我國注漿技術(shù)的研制和應(yīng)用較晚，五十年代初期，我國才開始使用注漿技術(shù)，四十多年來，我國在注漿技術(shù)方面的研究和工程應(yīng)用發(fā)展迅速，規(guī)模較大。目前注漿技術(shù)

8、在眾多工程中的應(yīng)用取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。但由于受注介質(zhì)條件的復(fù)雜及注漿工程的隱蔽性,模擬研究比較困難,這就導(dǎo)致了注漿理論的發(fā)展落后于其他科學(xué)技術(shù)。由于現(xiàn)代工程建設(shè)涉及許多科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,而且各個(gè)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域之間又相互滲透,因此注漿技術(shù)要適應(yīng)工程建設(shè)的發(fā)展,就必須與其他工程技術(shù)相結(jié)合。如注漿技術(shù)與錨固技術(shù)相結(jié)合出現(xiàn)了錨固理論、注漿技術(shù)與基礎(chǔ)工程施工技術(shù)相結(jié)合出現(xiàn)了復(fù)合地基技術(shù)、鉆孔灌注樁孔底注漿大大提高了樁端承載力、深基坑支護(hù)技術(shù)與注漿技術(shù)相結(jié)合出現(xiàn)了復(fù)合基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)、利用注漿技術(shù)解決公路工程中的橋頭跳車問題等等;另一方面,注漿技術(shù)涉及到了土力學(xué)、巖石力學(xué)、流體力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)

9、學(xué)、化學(xué)等學(xué)科,而且還和液壓技術(shù)、射流技術(shù)、電子技術(shù)等息息相關(guān)。隨著工程技術(shù)的不斷進(jìn)步,各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的相互滲透,新的注漿理論、新的施工工藝、新的注漿材料、新的注漿設(shè)備及新的注漿效果檢測手段將不斷地被開發(fā)和研制出來。注漿技術(shù)將獲得強(qiáng)大的生命力,注漿理論將進(jìn)一步完善,注漿技術(shù)也必將得以更廣泛地注應(yīng)用和更高速地發(fā)展2。1.3 注漿材料發(fā)展的背景和現(xiàn)狀注漿材料的發(fā)展具有悠久的歷史，早期人們使用水泥為主要注漿材料。十九世紀(jì)后期注漿材料從水泥漿材發(fā)展到水玻璃類漿材為主的化學(xué)漿材。二次世界大戰(zhàn)后，化學(xué)漿材得到飛速發(fā)展，尤其是近三十多年來，有機(jī)高分子注漿材料發(fā)展迅速。注漿材料大體分為兩大類，一般又分為水泥漿材

10、和化學(xué)漿材兩大類。水泥漿材結(jié)石體強(qiáng)度高、造價(jià)低廉、材料來源豐富、漿液配制方便、操作簡單，但是由于普通水泥顆粒大，這種漿液一般只能注入到直徑或?qū)挾却笥?.2mm的孔隙或裂隙中?；瘜W(xué)漿材可注性好，漿液粘度低，能注入到細(xì)微裂隙中，但是一般的化學(xué)漿液都具有毒性并價(jià)格昂貴，且結(jié)石體強(qiáng)度比水泥漿液的結(jié)石體強(qiáng)度低等缺點(diǎn)。因此，化學(xué)漿液的應(yīng)用范圍受到限制，針對水泥漿材和化學(xué)漿材的缺點(diǎn)，世界各國展開了改善現(xiàn)有注漿材料和研制新的注漿材料的工作，推出一批低毒、無毒、高效能的改進(jìn)型漿材。僅日本市場就出現(xiàn)了30多種化學(xué)漿液，同時(shí)水玻璃漿材的品種達(dá)五、六十種。至今國內(nèi)外各種注漿漿材品種達(dá)百余種以上，我國基本上擁有國外的所

11、有注漿材科，同時(shí)也自己研制出新的漿液品種，下面主要闡述工程中常用的幾種注漿漿液材料。 1.3.1單液水泥類漿液這種漿液是一種懸濁液，顆粒大小在60100m之間,難注入較小孔隙或較細(xì)裂隙中。但是，由于水泥類漿液來源豐富、價(jià)格低廉、漿液結(jié)石體強(qiáng)度高、抗?jié)B性能好，近年來，研制出各種改進(jìn)水泥類漿液的可注性、凝膠時(shí)間、提高結(jié)石體早期強(qiáng)度和穩(wěn)定性的化學(xué)外加劑，水泥漿的應(yīng)用范圍才得到擴(kuò)大。目前水泥類漿液是注漿工程中應(yīng)用最多、使用最廣的一種注漿材料1。 1.3.2水玻璃類漿液此類漿液系指水玻璃(na2o·nsio2 ) 在固化劑作用下，產(chǎn)生凝結(jié)的一種注漿材料。由于水玻璃來源豐富、價(jià)格低、污染小，加上

12、不斷研制的多種新型固化劑，從而使水玻璃類漿液成為一種品種繁多、有實(shí)用價(jià)值和重要發(fā)展前途的漿液，它是化學(xué)漿液中應(yīng)用最廣、用量最大的一種注漿材料1。1.3.3水泥-水玻璃雙液注漿 以水泥、水玻璃為主劑（必要時(shí)加入添加劑），將兩者按一定比例分別泵送混合后注入地層的注漿過程1。 水泥-水玻璃漿液(簡稱 c-s漿液)克服了單液水泥漿液凝膠時(shí)間長、凝膠時(shí)間不能控制、結(jié)石率低等缺點(diǎn)，而又具備單液水泥漿液的基本優(yōu)點(diǎn)。它具有結(jié)石體強(qiáng)度高、抗?jié)B性能好、漿液凝膠時(shí)間可準(zhǔn)確地在幾秒至幾十分鐘范圍內(nèi)可調(diào)、結(jié)石率高、資源豐富、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，其可注性比單液水泥漿液略高。近三十年來，水泥-水玻璃雙液漿注漿技術(shù)在工程實(shí)踐中得

13、到不斷的改進(jìn)、完善和提高，使水泥-水玻璃漿液發(fā)展成為一種十分重要的注漿材料。1.3.4丙烯酰胺類漿液 丙烯酰胺類漿液(mg646化學(xué)漿液或丙凝漿液)是以有機(jī)化合物丙烯酰胺為主劑，配合其它藥劑而制成的水溶液漿液，采用雙液漿注入地層中。這種漿液具有粘度低( 1.2cpa·s)、滲透性能好、抗?jié)B性能好、耐久性強(qiáng)、凝結(jié)時(shí)間可準(zhǔn)確地控制在幾秒到幾個(gè)小時(shí)之間等優(yōu)點(diǎn)，但是它具有毒性大、結(jié)石體抗壓強(qiáng)度低、材源少和價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)。由于這種漿材的獨(dú)特性能，它往往被用在其它漿材難以注入的細(xì)砂巖和細(xì)微裂隙巖層的防水防滲工程中。這種漿液一般在不會造成污染環(huán)境和危害人體健康的特殊工程中使用1。 1.3.5環(huán)氧樹

14、脂漿液環(huán)氧樹脂漿材的凝膠結(jié)石體抗壓和抗拉強(qiáng)度高、收縮性小、能抗酸堿溶液的侵蝕等，但它存在漿液粘度大，可注性差、與潮濕裂隙粘結(jié)力差等弱點(diǎn)。為了改進(jìn)環(huán)氧樹脂的缺點(diǎn)，近十年來，國內(nèi)進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐，已逐漸形成一套具有低粘度，高親水性的改性環(huán)氧樹脂漿材，其漿液年度可調(diào)至620cpa·s之間。廣州化學(xué)研究所研制的中華-798化學(xué)漿材是這類漿材的典型代表，其可注性好、可注入低透系數(shù)（10-610-1cm/s）的軟弱地層中，使固結(jié)體的抗壓強(qiáng)度達(dá)5080mpa1。1.4 水泥水玻璃雙液注漿材料的基本知識概念1.4.1水玻璃（1）分子式：na2o·nsio2。（2）別名：水玻璃、

15、硅酸鈉、泡花堿。（3）外觀：液體硅酸鈉為無色、略帶色的透明或半透明粘稠狀液體。固體硅酸鈉為無色、略帶色透明或半透明玻璃塊狀體，形態(tài)分為液體、固體、水淬三種3。（4）性質(zhì)：水玻璃是由堿金屬氧化物和二氧化硅結(jié)合而成的可溶性堿金屬硅酸鹽材料，又稱泡花堿。水玻璃可根據(jù)堿金屬的種類分為鈉水玻璃和鉀水玻璃，其分子式分別為na2o·nsio2和k2o·nsio2.式中的系數(shù)n稱為水玻璃模數(shù)，是水玻璃中的氧化硅和堿金屬氧化物的分子比（或摩爾比）。水玻璃模數(shù)是水玻璃的重要參數(shù)，一般在1.53.5之間。水玻璃模數(shù)越大，固體水玻璃越難溶于水，n為1時(shí)常溫水即能溶解，n加大時(shí)需熱水才能溶解，n大于

16、3時(shí)需4個(gè)大氣壓以上的蒸汽才能溶解。水玻璃模數(shù)越大，氧化硅含量越多，水玻璃粘度增大，易于分解硬化，粘結(jié)力增大4。（）用途：水玻璃的用途非常廣泛，幾乎遍及國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門。在化工系統(tǒng)別化工系統(tǒng)被用來制造硅膠、白炭黑、沸石分子篩、層硅及速溶粉狀泡花堿、偏硅酸納、硅酸鉀鈉等各種硅酸鹽類產(chǎn)品，是硅化合物的基本原料。在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家，以硅酸鈉為原料的深加工系列產(chǎn)品已發(fā)展到50余種，有些已應(yīng)用于高、精、尖科技領(lǐng)域；在輕工業(yè)中是洗衣粉、肥皂等洗滌劑中不可缺少的原料，也是水質(zhì)軟化劑、助沉劑；在紡織工業(yè)中用于助染、漂白和漿紗；在機(jī)械行業(yè)中廣泛用于鑄造、砂輪制造和金屬防腐劑等；在建筑行業(yè)中用于制造快干水泥、耐酸水

17、泥防水油、土壤固化劑、耐火材料等；在農(nóng)業(yè)方面可制造硅素肥料；另外用作石油催化裂化的硅鋁催化劑、肥皂的填料、瓦楞紙的膠黏劑、金屬防腐劑、水軟化劑、洗滌劑助劑、耐火材料和陶瓷原料，紡織品的漂、染和漿料、礦山選礦、防水。堵漏、木材防火、食品防腐以及制膠黏劑等等3。（）生產(chǎn)方法：分為濕法和干法，或稱為一步法和二部法。濕法是將石英砂和苛性鈉溶液在加壓釜內(nèi)用蒸汽加熱，并加攪拌，使它在23大氣壓下進(jìn)行直接反應(yīng)而成水玻璃液體，故稱一步法。干法則需經(jīng)過熔融和溶解，如碳酸鈉法，是將石英砂和碳酸鈉攪勻后，在1400左右的爐溫下進(jìn)行熔融反應(yīng)，反應(yīng)物冷卻后呈玻璃狀，即為固體水玻璃；再將固體水玻璃放于加壓滾筒或開口鍋內(nèi)，

18、加溫溶解成液體水玻璃。因此稱為兩步法。生產(chǎn)高模數(shù)水玻璃，以碳酸鈉法較易控制，低模數(shù)水玻璃以濕法較簡便4。 1.4.2注漿將配制好的漿液，經(jīng)專用壓送設(shè)備將其注入地層，在壓力作用下對地層進(jìn)行充填、滲透、擠密劈裂，漿液經(jīng)膠凝或固化后，達(dá)到加固地層和防滲堵漏等目的的一種施工工藝5。（1）滲透注漿在壓力作用下，漿液通過滲透填充土的孔隙和巖石的裂隙，排擠出孔隙和裂隙中的水和氣體，而基本上不改變土和巖石結(jié)構(gòu)和體積的一種注漿方式。（2）劈裂注漿在壓力作用下，漿液克服底層的初試應(yīng)力和抗壓強(qiáng)度，引起巖石和土體結(jié)構(gòu)的破壞和擾動(dòng)，使其沿垂直于小主應(yīng)力的平面劈裂，或使低層中原有的裂隙或孔隙脹開，并使?jié){液充填裂隙或孔隙的

19、一種注漿方式。1.4.3漿液密度 單位體積漿液中注漿材料的質(zhì)量與體積的比值5。1.4.4漿液濃度溶質(zhì)質(zhì)量與漿液質(zhì)量的比值。水泥漿采用水灰比( w/c)表示，水玻璃濃度采用波美度(obe)表示5。1.4.5凝膠時(shí)間 漿液從全部成分混合時(shí)起至不能流動(dòng)為止所需要的時(shí)間。1.4.6水泥-水玻璃雙液注漿材料及配比參數(shù)（1）對注漿材料的一般要求地層灌漿及混凝土注漿施工屬隱蔽性工程，對材料性能及注漿技術(shù)要求很高對材料性能的要求可歸納為以下幾個(gè)方面：漿液粘度低、流動(dòng)性好，能夠進(jìn)入細(xì)小隙縫和粉細(xì)砂層；漿液凝固時(shí)間能夠在幾秒至幾個(gè)小時(shí)內(nèi)任意調(diào)節(jié)，并能準(zhǔn)確的控制；漿液的穩(wěn)定性好，常溫、常壓下較長時(shí)間存放不改變其基本

20、性質(zhì)，不發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)；漿液無毒、無臭，不污染環(huán)境，對人體無害，屬非易燃、易爆物品；漿液對注漿設(shè)備、管路、混凝土建筑物及橡膠制品無腐蝕性，并容易清洗；漿液固化時(shí)，無收縮現(xiàn)象，固化后有一定粘結(jié)性，能牢固的與巖石、混凝土及砂子等粘結(jié)；漿液結(jié)石率高，結(jié)石體有一定的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，不龜裂，抗?jié)B性好；結(jié)石體耐老化性能好，能長期耐酸，堿、鹽、生物細(xì)菌等腐蝕，并且不受溫度、濕度影響；注漿材料的粒度越細(xì)，注漿效果越好，但漿液成本也就越高；漿液配制方便，操作容易掌握，原材料來源豐富，價(jià)格便宜，能夠大規(guī)模使用。（2）注漿材料水泥：選用強(qiáng)度等級為po 42.5的普通硅酸鹽水泥。水玻璃：選用濃度obe=304

21、0，模數(shù)n=2.43.2的水玻璃原液。 （3）配比參數(shù)為控制水泥-水玻璃漿液膠凝時(shí)間及漿液擴(kuò)散半徑，取得良好的地基加固效果，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室配比試驗(yàn)表明，水泥-水玻璃漿液凝膠時(shí)間可在幾秒至幾十分鐘內(nèi)準(zhǔn)確控制，其凝膠時(shí)間與水泥品種、水泥漿水灰比、水玻璃溶液濃度、水玻璃溶液與水泥漿的體積比等因素有關(guān)3。在同一條件下，水泥中硅酸三鈣越多、水泥漿水灰比越低、水玻璃溶液濃度越低、水玻璃溶液與水泥漿的比例越小，漿液凝膠時(shí)間越短。1.4.7固結(jié)體強(qiáng)度 漿液在實(shí)驗(yàn)室條件下配制的樣品，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度試驗(yàn)測得的強(qiáng)度值。強(qiáng)度試驗(yàn)包括單軸抗壓強(qiáng)度,抗折（或抗剪）強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)。1.4.8注漿工藝（1）作業(yè)方式：注漿方式采用全

22、孔一次性壓入或間歇式壓入進(jìn)行，因工地現(xiàn)場無雙液注漿機(jī)，故在注漿工作面布置兩臺同型號單液注漿機(jī)。（2） 注漿壓力：采用“分級升壓法”進(jìn)行注漿壓力控制，開始注漿時(shí)，不宜將壓力升至過高，而應(yīng)由低到高逐漸提高，注漿壓力一般控制出水點(diǎn)壓力的23倍范圍內(nèi)。（3）注漿工藝流程詳見圖1-1。圖1-1 注漿工藝流程1.4.9黃土（1）濕陷性黃土：在一定的壓力下受水浸濕，土結(jié)構(gòu)迅速破壞，并產(chǎn)生顯著附加下沉的黃土。（2）非濕陷性黃土：在一定壓力下受水浸濕，無顯著附加下沉的黃土。（3）自重濕陷性黃土：在上覆土的自重壓力下受水浸濕，發(fā)生顯著附加下沉的濕陷性黃土。（4）非自重濕陷性黃土：在上覆土的自重壓力下受水浸濕，不發(fā)

23、生顯著附加下沉的濕陷性黃土。（5）新近堆積黃土：沉積年代短，具高壓縮性，承載力低，均勻性差，在50150kpa壓力下變形較大的全新世（q42）黃土。（6）壓縮變形：天然濕度和結(jié)構(gòu)的黃土或其他土，在一定壓力下所產(chǎn)生的下沉。（7）濕陷變形：濕陷性黃土或具有濕陷性的其他土（如欠壓實(shí)的素填土、雜填土等），在一定壓力下，下沉穩(wěn)定后，受水浸濕所產(chǎn)生的附加下沉。（8）自重濕陷系數(shù)：單位厚度的環(huán)刀試樣，在上覆土的飽和自重壓力下，下沉穩(wěn)定后，試樣浸水飽和所產(chǎn)生的附加下沉6。1.4.10減水劑減水劑是指在混凝土和易性相同的條件下，能顯著降低用水量的外加劑，又稱為分散劑和塑化劑7。（1）減水劑的主要功能7配合比不變

24、時(shí)，顯著提高流動(dòng)性；流動(dòng)性和水泥用量不變的條件下，可減少用水量，降低水灰比，提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性；在保持混凝土強(qiáng)度（水灰比不變）和塌落度不變的條件下，可節(jié)約水泥用量；配置高性能混凝土。（2）減水劑的作用機(jī)理7水泥顆粒通過絮凝來降低界面能，達(dá)到體系穩(wěn)定，因此把許多水包裹在絮凝結(jié)果中。加入減水劑后，水泥漿形成的絮凝結(jié)構(gòu)打開并釋放出被絮凝結(jié)構(gòu)包裹的水，增大了流動(dòng)性。（3）常用減水劑普通減水劑a.木質(zhì)素系減水劑（木鈣、木鈉、木鎂）木鈣摻量一般為水泥質(zhì)量的0.2%0.3%；其減水率一般為10%15%；同時(shí)木鈣減水劑不宜單獨(dú)用于：冬季施工，在日最低氣溫低于5時(shí)，應(yīng)與早強(qiáng)劑或防凍劑復(fù)合使用。b.糖蜜系減

25、水劑高效減水劑高效減水劑的應(yīng)用，成為混凝土技術(shù)發(fā)展里程一個(gè)重要的里程碑，應(yīng)用它可以配置出流動(dòng)性滿足施工需要且水灰比低，而且強(qiáng)度很高的高強(qiáng)混凝土、可以自動(dòng)流動(dòng)成型密實(shí)的自密實(shí)混凝土，以及充分滿足不同工程特定性需要和勻質(zhì)性良好的高性能混凝土。特點(diǎn)：具有較高的分子量，純度較高；減水效率高，在摻量較小的條件下，可取得很好的效果；副作用小。1.5 雙液注漿材料的發(fā)展趨勢1.5.1加強(qiáng)研制注漿新材料，改進(jìn)現(xiàn)有的注漿材料針對水泥漿材可注性差、穩(wěn)定性差和化學(xué)漿材具有毒性、刺激性、價(jià)格昂貴的缺點(diǎn)，世界各國把研制新的注漿材料和改進(jìn)現(xiàn)有的注漿材料作為現(xiàn)在和將來研究注漿技術(shù)的首要課題。目前的研究成果有超細(xì)水泥漿材、改

26、性的酸性水玻璃、改性環(huán)氧樹脂漿材、ac-400漿材、ac-ms漿材等 1。 1.5.2發(fā)展多種注漿工藝交替作業(yè)的注漿施工技術(shù)對于復(fù)雜多變的注漿地層，應(yīng)采用合理的注漿工藝進(jìn)行施工，隨著地層條件的變化，注漿工藝和注漿材料也要相應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。在同一注漿施工過程中，隨時(shí)調(diào)節(jié)注漿參數(shù)和方法以便適應(yīng)不同條件下地層注漿的需要1。 1.5.3實(shí)現(xiàn)注漿設(shè)備輕小型化、機(jī)組化、系列化和自動(dòng)化在注漿設(shè)備現(xiàn)代化方面，注漿設(shè)備的發(fā)展方向是實(shí)現(xiàn)注漿設(shè)備輕小型化、機(jī)組化、系列化、專用化和自動(dòng)化。集鉆、注等設(shè)備為一體，生產(chǎn)輕小型注漿機(jī)組設(shè)備，發(fā)展專用注漿機(jī)組，在注漿機(jī)組中配置自動(dòng)化控制、監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一整套自動(dòng)注漿系統(tǒng)，集中控制

27、，自動(dòng)記錄，多臺泵大規(guī)模注漿施工。目前，國外在這方面發(fā)展較快，我國則剛剛起步1。1.5.4加強(qiáng)和發(fā)展注漿施工過程中的監(jiān)控和注漿效果的檢測工作1.5.5加強(qiáng)和發(fā)展注漿試驗(yàn)研究和理論研究當(dāng)前，國內(nèi)外實(shí)驗(yàn)室注漿試驗(yàn)和理論研究都一個(gè)非常薄弱的環(huán)節(jié)。注漿施工缺乏正確的理論指導(dǎo)，許多工程都是憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的。由于注漿對象的隱蔽性和特殊性，注漿工藝模擬的復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)室模擬注漿試驗(yàn)難以展開，注漿理論研究進(jìn)展維步艱難，但是為了適應(yīng)注漿技術(shù)的發(fā)展，必須加強(qiáng)和發(fā)展實(shí)驗(yàn)室注漿試驗(yàn)研究和理論研究，促進(jìn)注漿技術(shù)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用1。1.6本課題研究的目的、意義及側(cè)重點(diǎn)根據(jù)濕陷性黃土濕陷的特點(diǎn)，按照劈裂灌漿原理，采用水泥水玻璃

28、雙液注漿方法，利用該種漿液速凝且凝固時(shí)間可控、漿液結(jié)石率高、結(jié)石體早期強(qiáng)度大等特性，在相對較高的灌漿壓力下，使?jié){液克服地層的初始應(yīng)力和抗拉強(qiáng)度，引起土體結(jié)構(gòu)的破壞和擾動(dòng)，使黃土層中原有孔隙或裂隙擴(kuò)張或形成新的裂縫和孔隙，從而使飽和黃土層的可灌性和漿液擴(kuò)散距離增大，使水泥和水玻璃兩種漿液在孔隙或裂隙中混合并迅速凝結(jié)，在土體中形成網(wǎng)狀的漿液，一是通過漿液強(qiáng)制地?cái)D出一部分水分，二是通過水化熱吸收一部分水分，以降低土體的含水量。同時(shí)，使土體形成網(wǎng)狀加筋復(fù)合體，從而提高飽和黃土的強(qiáng)度，改善其力學(xué)性狀，為地基施工創(chuàng)造條件。我的設(shè)計(jì)題目是木質(zhì)磺酸鈣減水劑對地基加固中雙液注漿材料性能影響的試驗(yàn)研究。本課題在經(jīng)

29、過認(rèn)真、客觀的科學(xué)調(diào)研，了解并掌握張家口地區(qū)濕陷性黃土地基工程實(shí)際問題的基礎(chǔ)上，充分利用當(dāng)?shù)刭Y源，選用木質(zhì)磺酸鈣減水劑對加固濕陷性黃土地基中水泥水玻璃雙注漿材料的組成及性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，主要分析木質(zhì)磺酸鈣減水劑對注漿材料凝膠時(shí)間、抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度的影響，尋求出適合當(dāng)?shù)貙?shí)情的、綠色環(huán)保的、成本經(jīng)濟(jì)的最佳配比。除此之外，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是大學(xué)生培養(yǎng)過程中最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生在校期間一次較為系統(tǒng)的綜合訓(xùn)練。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的基本教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合的利用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識、基本技能及利用外語與計(jì)算機(jī)等實(shí)用工具在查閱文獻(xiàn)、獲取信息的實(shí)踐環(huán)節(jié)中，培養(yǎng)大學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題、獨(dú)立分析問題的工作能

30、力進(jìn)而強(qiáng)化創(chuàng)新意識、培養(yǎng)創(chuàng)新能力，更為重要的是培養(yǎng)學(xué)生在團(tuán)隊(duì)工作中的吃苦與奉獻(xiàn)精神、分工與協(xié)作能力。第2章 試驗(yàn)研究2.1 本課題研究的思路、方案及具體內(nèi)容本課題緊緊圍繞張家口地區(qū)濕陷性黃土地基工程的實(shí)際情況，充分利用當(dāng)?shù)夭牧霞肮I(yè)廢料，對地基加固中水泥水玻璃雙液注漿材料組成及性能進(jìn)行試驗(yàn)研究?，F(xiàn)在我將探究減水劑(木質(zhì)素磺酸鈣 減水劑)對水泥-水玻璃漿液凝膠時(shí)間、漿液凝結(jié)后的結(jié)實(shí)率、強(qiáng)度峰值的影響機(jī)理，力求探索出最佳的配合比來。（1）注漿時(shí)，應(yīng)根據(jù)注漿的目的和環(huán)境水的腐蝕性等因素，選擇符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)通用硅酸鹽水泥gb 175規(guī)定的普通硅酸鹽水泥。實(shí)施雙液注漿宜優(yōu)先采用普通硅酸鹽水泥，因?yàn)樗?/p>

31、璃與普通硅酸鹽水泥反應(yīng)的活性較好，而與礦渣水泥的反應(yīng)活性不很理想；在充填注漿時(shí)，對活性及強(qiáng)度要求不高，可用礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等，但效果不及普通硅酸鹽水泥。所以試驗(yàn)采用普通硅酸鹽水泥。（2）水玻璃模數(shù)表示其所含二氧化硅與氧化鈉摩爾數(shù)的比值，其數(shù)值大小對固結(jié)體質(zhì)量影響較大10。模數(shù)高時(shí)，二氧化硅含量高，固結(jié)體強(qiáng)度隨之增高，漿液凝膠時(shí)間隨之減??；模數(shù)小時(shí)，二氧化硅含量低，固結(jié)體強(qiáng)度低?？偨Y(jié)大量實(shí)際工程常用的水玻璃模數(shù)，一般取2.43.2，以適應(yīng)不同地域、不同工程中的需要7。（3）水玻璃溶液濃度用“波美度”(obe)表示。其濃度的高低對固結(jié)體性能頗具影響，濃度低，固結(jié)體強(qiáng)度低；濃度太高

32、，黏度增加，漿液可注性差。本實(shí)驗(yàn)根據(jù)工程需要和經(jīng)濟(jì)適用的要求，采用原材料濃度為40 obe以上的水玻璃。但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需分批經(jīng)室內(nèi)試驗(yàn)并檢驗(yàn)其效果后決定其具體數(shù)值并根據(jù)需要稀釋使用。在通常條件下，最好選用以工業(yè)純堿為原料生產(chǎn)的水玻璃，其性能比較穩(wěn)定；以土鹼和元明粉生產(chǎn)的水玻璃其性能不太穩(wěn)定，建議慎重采用7。因此，本課題選用強(qiáng)度等級為p·o 42.5的普通硅酸鹽水泥、模數(shù)n在2.43.2之間的硅酸鈉水玻璃來配制注漿材料的主要漿液，然后結(jié)合不同的摻合料（如粉煤灰、礦渣粉、復(fù)合粉等）及外加劑（如減水劑、緩凝劑、膨脹劑等），通過改變水泥漿的稠度、水玻璃的濃度以及調(diào)整摻合料與外加劑的摻配比例

33、，來進(jìn)行注漿材料配合比設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)研究。通常情況下，水灰比取0.41.5，結(jié)合實(shí)際，我們組取水灰比0.60.9。各配比的注漿材料均需進(jìn)行凝膠時(shí)間的測定，且每種配比擬成型40×40×160mm的長方體試件2組，標(biāo)養(yǎng)7d、28d后進(jìn)行抗折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度的測定。對本課題的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，分別從漿液濃度的高低、摻合料的摻配比例、外加劑的種類與用量的角度進(jìn)行分析，綜合分析各因素對注漿材料凝膠時(shí)間、抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的影響，得出適合本地區(qū)實(shí)情的最佳漿液配比，并力爭今后能在周邊地區(qū)進(jìn)行有效的技術(shù)推廣 。2.2 原材料及其基本性能測試2.2.1水泥表2-1 試驗(yàn)用水泥的基本情況品種及

34、等級生產(chǎn)廠家出廠日期水泥膠砂3d強(qiáng)度測定水泥膠砂28d強(qiáng)度測定p·o 42.5張家口金隅水泥有限公司2011.03.17ftm=5.0mpafc=23.8mpaftm=8.0mpafc=47.0mpa水泥-水玻璃漿液應(yīng)采用普通硅酸鹽水泥配置。普通硅酸鹽水泥的性能應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)通用硅酸鹽水泥gb175的規(guī)定。在膠凝材料中，水泥占有突出的地位。它是基本建設(shè)的主要原材料之一，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、交通、城市建設(shè)、水力以及海洋開發(fā)等工程建設(shè)。同時(shí)，水泥制品在代鋼代木等方面也越來越顯示出它在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性。因此，水泥工業(yè)的發(fā)展對保證國家建設(shè)和提高人民生活水平具有重要的意義。水泥是

35、加水后能拌合成塑性漿體，可膠結(jié)砂石等適當(dāng)材料，并能在空氣和水中硬化的粉狀水硬性材料。水硬性是指材料磨細(xì)成細(xì)粉加水拌合成漿后，能在潮濕空氣和水中硬化并形成穩(wěn)定化合物的性能。在硅酸鹽水泥熟料中，摻入6%15%混合材料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥（簡稱普通水泥），其代號為p 0。在普通硅酸鹽水泥中，混合材最大摻量不得超過15%，其中允許用不超過水泥質(zhì)量5%的窯灰或不超過水泥質(zhì)量10%的非活性混合材料來代替。摻非活性混合材料時(shí)最大摻量不得超過水泥質(zhì)量的10%9。水泥的性能測試:（1）水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的測試11水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量是采用標(biāo)準(zhǔn)法維卡儀測定的，以在規(guī)定時(shí)間試桿沉入凈

36、漿距底板6mm±1mm的水泥凈漿稠度為標(biāo)準(zhǔn)稠度，此時(shí)的拌合用水量為標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。（2）凝結(jié)時(shí)間的測定11水泥和水開始到失去流動(dòng)性即從可塑性狀態(tài)發(fā)轉(zhuǎn)到固體狀態(tài)所需要的時(shí)間稱為水泥的凝結(jié)時(shí)間。凝結(jié)時(shí)間又分為初凝時(shí)間和終凝時(shí)間。初凝表示水泥漿開始失去可塑性并凝聚成塊，此時(shí)不具有機(jī)械強(qiáng)度。終凝是指從水泥加水拌合到水泥漿完全失去可塑性、達(dá)到人為規(guī)定的某一較致密的固體狀態(tài)所需的時(shí)間。（3）安定性的測定11水泥的安定性即體積安定性，是指水泥在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻性。（4）水泥膠砂強(qiáng)度的測定12水泥膠砂的制備 試件的制備試件尺寸應(yīng)是40mm×40mm×40mm的棱柱體。

37、試件可用振實(shí)臺成型或用振動(dòng)臺成型。試件的拆模及養(yǎng)護(hù)a.脫模前進(jìn)行處理和養(yǎng)護(hù)；b.脫模；c.水中養(yǎng)護(hù)。強(qiáng)度試驗(yàn)a.抗折強(qiáng)度的測試；b.抗壓強(qiáng)度的測試。2.2.2水玻璃表2-2 試驗(yàn)用水玻璃的基本情況品種生產(chǎn)廠家模數(shù)n波美度0bé硅酸鈉水玻璃張家口市橋西區(qū)永勝化工廠2.837配置水泥-水玻璃漿液所采用的水玻璃模數(shù)應(yīng)在2.43.2之間，其濃度不應(yīng)小于400bé。2.2.2.1物理性質(zhì)8（1）質(zhì)量好的水玻璃溶液微帶淡黃色而且?guī)缀跬该鳌５粼谥苽溥^程中引進(jìn)了feo或fes，則會帶有黃綠到灰黑之間的各種色彩。（2）液態(tài)水玻璃在存放過程中，由于分解而產(chǎn)生大量沉淀，這種沉淀可用過濾的方法除

38、去，但輕質(zhì)的懸浮體則必須先經(jīng)絮凝作用，然后才易于過濾法除去。（3）任何模數(shù)的濃水玻璃溶液，其沸點(diǎn)均比同樣濃度的純晶體電解質(zhì)溶液低。（4）不同濃度及模數(shù)的水玻璃溶液，其冰點(diǎn)在-11-2范圍之內(nèi)。在加熱并均勻攪拌凍結(jié)的水玻璃溶液時(shí)，能得到性質(zhì)與凍結(jié)前相同的溶液。有些研究者指出，水玻璃溶液的凍結(jié)會引起它的物理化學(xué)性質(zhì)的變化，特別會使水玻璃型耐酸膠泥的耐水性減弱。所以作為耐酸水泥原料的水玻璃溶液，應(yīng)該在較高的溫度（一般在10以上）下儲存和使用。（5）液態(tài)水玻璃與水可按任意比例混合。加水后的溶液比重越低，而且粘度也越低。借助這一性質(zhì)，我們可以用加熱水濃縮和加水稀釋的辦法來調(diào)節(jié)水玻璃的比重。（6）水玻璃溶

39、液的粘度隨其濃度的增加而上升，提高溫度，會使水玻璃的粘度降低。在水玻璃溶液中加入苛性鈉，不僅會降低模數(shù)，而且會降低其粘度。加入nacl能提高水玻璃的粘度，而不影響其他性質(zhì)。（7）水玻璃溶液具有較強(qiáng)的膠粘性。低模數(shù)水玻璃主要含晶質(zhì)組分，膠粘性較差，高模數(shù)水玻璃主要含膠體組分，膠粘性較強(qiáng)。2.2.2.2 化學(xué)性質(zhì)8因?yàn)樗Ａ瑫r(shí)具有溶液和膠體的特性，所以水玻璃和很多物質(zhì)發(fā)生的作用相當(dāng)復(fù)雜。水玻璃的交替性質(zhì)對它與其他物質(zhì)反應(yīng)的中間產(chǎn)物有很大的影響，以致在許多情況下反應(yīng)物的成分不可能用固定的化合物的分子式來表示，有時(shí)甚至到一般無法進(jìn)行精確的程度，正是因?yàn)檫@樣，水玻璃與其他物質(zhì)的反應(yīng)只能看成近似的示意式

40、，不能準(zhǔn)確地表達(dá)反應(yīng)組分之間的定量比例關(guān)系。應(yīng)該這樣認(rèn)為，一般的水玻璃溶液是一種混合物，其中包括堿金屬的硅酸鹽，無定形的二氧化硅，水合物和氫氧化物。（1）水玻璃與酸的反應(yīng)：na2o nsio2+2hcl+xh2o2nacl+nsio2 (x+1)h2o 式（2-1）這個(gè)反應(yīng)只是一種示意式，實(shí)際情況復(fù)雜得多。析出的二氧化硅是晶質(zhì)形態(tài)，經(jīng)過一段時(shí)間以后才凝結(jié)而轉(zhuǎn)變?yōu)槟z體形式。即使是很弱的無機(jī)酸和有機(jī)酸也使水玻璃溶液析出硅膠。而擋水玻璃溶液露天放置時(shí)，會吸收空氣中的二氧化碳而在其表面上覆蓋一層致密的碳酸鈉薄膜，如：na2o nsio2+co2+xh2ona2co3+nsio2 xh2o 式（2-2）

41、水玻璃與酸的反應(yīng)：在水玻璃中加入苛性鈉，會使水玻璃模數(shù)降低。（2）水玻璃和堿金屬鹽的反應(yīng)：na2 onsio2+2nh4cl+h2o2nacl+2nh3+nsio2+2h2o 式（2-3）絕大多數(shù)堿金屬鹽會使水玻璃膠凝。2.2.3水配制雙液注漿材料用水應(yīng)符合混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)（jcj 63）的規(guī)定。2.2.4摻合料表2-3 摻合料的基本情況名稱生產(chǎn)廠家規(guī)格型號粉煤灰張家口新恒粉煤灰有限公司級礦渣粉河北省宣化環(huán)京集團(tuán)公司s752.2.5外加劑表2-4 外加劑的基本情況名稱生產(chǎn)廠家規(guī)格型號木質(zhì)素磺酸鈣減水劑劑北京慕胡外加劑有限公司mnc-0501聚羧酸鹽高效減水劑木質(zhì)素磺酸鈣減水劑山西凱迪建材有限

42、公司kdsp-1木質(zhì)素磺酸鈣減水劑性質(zhì)：（1）凡用亞硫酸鈣鹽法生產(chǎn)的以木質(zhì)素磺酸鈣為主要成分的木漿廢液經(jīng)脫糖處理濃縮或經(jīng)噴霧干燥制成的減水劑均稱為木質(zhì)素磺酸鈣減水劑或稱減水劑，減水劑可以與氯化鈉，氯化鈣，硫酸鈉復(fù)合使用摻氯化鈉時(shí)稱為早強(qiáng)減水劑。（2）木質(zhì)素磺酸鈣減水劑適用于工業(yè)與民用建筑，水利港口，交通等工程建筑中的預(yù)制與現(xiàn)澆混凝土，鋼筋混凝土工程和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土工程。（3）摻木質(zhì)素磺酸鈣減水劑的混凝土其凝結(jié)時(shí)間和硬化速度隨溫度變化而顯著不同。這種減水劑適用于日最低氣溫以上，以下是宜采用早強(qiáng)減水劑。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中摻用減水劑時(shí)，其摻量按規(guī)定使用。（4）木質(zhì)素磺酸鈣減水劑干粉在運(yùn)輸和儲存中

43、應(yīng)避免受潮。受潮的干粉在使用時(shí)應(yīng)測定含水量，并換算成干粉計(jì)算用量或用比重計(jì)法測定所配置的減水劑溶液的濃度。配置好的木質(zhì)素磺酸鈣減水劑應(yīng)封閉儲存，防止水分蒸發(fā)或混入其它雜物，每次使用前必須測定減水劑的濃度。2.2.6漿液的制備（1）水泥-水玻璃雙液注漿材料應(yīng)按漿液配比進(jìn)行計(jì)量，且水泥等固相材料宜采用質(zhì)量（重量）稱量法進(jìn)行計(jì)量。允許偏差應(yīng)為±5；水和添加劑按體積進(jìn)行計(jì)量，允許偏差應(yīng)為±1。（2）水泥漿應(yīng)攪拌均勻，且攪拌時(shí)間不應(yīng)小于3min，并應(yīng)測量水泥漿液密度。（3）集中制備水泥漿時(shí)，宜制備水灰比為0.5的水泥漿，且輸送水泥漿的管道流速宜為1.4m/s2.0m/s.注漿前，應(yīng)根

44、據(jù)水泥-水玻璃雙液注漿漿液設(shè)計(jì)配比集中制備的水泥漿的水灰比進(jìn)行調(diào)配。（4）水玻璃宜在使用前加水稀釋到波美度obe為2035備用，并應(yīng)確保攪拌均勻。（5）水泥水玻璃雙液注漿漿液在使用前應(yīng)過濾。漿液自制備至用完的時(shí)間不應(yīng)初凝時(shí)間，且不宜大于2h。（6）水泥-水玻璃雙液注漿漿液應(yīng)保持在540之間，用熱水?dāng)嚢柚苽渌?水玻璃雙液注漿漿液時(shí)，拌和水的溫度不得超過405。2.3 本課題所用的主要試驗(yàn)儀器設(shè)備本實(shí)驗(yàn)所用實(shí)驗(yàn)儀器見表2-52.4 雙液注漿材料的配合比設(shè)計(jì)在本實(shí)驗(yàn)中，先配置2l水泥漿，其中水泥單位用g表示，水的單位用ml表示。經(jīng)過反復(fù)配合，得到配置各水灰比2l水泥漿時(shí)水泥、水的用量分別為：c6時(shí)

45、水泥1100g，水660ml，c7時(shí)水泥993g，水695ml，c6時(shí)水泥900g，水720ml，c6時(shí)水泥850g，水765ml。其中水玻璃用量均為1000ml 。水泥-水玻璃雙液注漿的試配過程如表2-5 試驗(yàn)用的主要儀器設(shè)備序號儀器名稱型號生產(chǎn)廠家1架盤藥物天平hc·tp11b·10北京醫(yī)用天平廠2水泥細(xì)度負(fù)壓篩析儀fsy150-98中國建材科研院3水泥凈漿攪拌機(jī)st-160沈陽市北方測試儀器廠4水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度測定儀p%（2133）沈陽市長江五金機(jī)械廠5行星式水泥膠砂攪拌機(jī)jj-5無錫市錫儀建材儀器廠6水泥膠砂振實(shí)臺zt-96無錫市錫儀建材儀器廠7水泥膠砂三聯(lián)試模40&#

46、215;40×160河北北方建筑儀器制造有限公司8電子天平mp-2001上海恒平科學(xué)儀器有限公司9標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱hy-40b中國泊頭科析儀器設(shè)備廠10標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室恒溫恒濕全自動(dòng)設(shè)備hwb-6北京精強(qiáng)儀器設(shè)備廠11電動(dòng)抗折儀kzj-5沈陽精密儀器廠12電液式壓力試驗(yàn)機(jī)（精度1級）way-600無錫市錫儀建材儀器廠下面所示：2.4.1水玻璃的稀釋波美度與比重的轉(zhuǎn)換公式：比重= 式（2-4）水玻璃稀釋公式：b=n× 式（2-5）其中：b為沖淡用的水量（l）。a1為沖淡前水玻璃的比重。a2為沖淡后水玻璃的比重。n為未沖淡前水玻璃的量（l）。把濃度0bé為37的水玻璃分別

47、稀釋成濃度0bé為21、25、29、33的水玻璃。利用以上所述公式，要配制4.1l（考慮到試驗(yàn)過程中的誤差及人為操作的影響導(dǎo)致的水玻璃的消耗，水玻璃再配置的時(shí)候適當(dāng)?shù)脑黾恿?.1l）水玻璃溶液，分別所需的用水量及水玻璃用量計(jì)算如下：（1）0bé21水玻璃：水玻璃用量2.020l,水用量2.080l；（2）0bé25水玻璃：水玻璃用量2.486l,水用量1.614l；（3）0bé29水玻璃：水玻璃用量2.988l,水用量1.112l；（4）0bé33水玻璃：水玻璃用量3.525l,水用量0.575l。由于是試配，我們只配制了2l的濃度0b

48、3;為21的水玻璃。經(jīng)計(jì)算，我們試配波美度0bé為21的2l,所需的水為1.015l，波美度0bé為37的水玻璃0.985l。取了兩個(gè)容量分別為1000ml的大量筒和100ml的小量筒，用一個(gè)量筒量取了1000ml的水玻璃，又再利用滴管從大量筒中量取用15ml。另一個(gè)量筒量取了1000ml的水，再利用滴管在小量筒中量取15ml水。然后倒入攪拌鍋內(nèi)進(jìn)行攪拌，混合搖勻以待試驗(yàn)時(shí)使用。2.4.2水泥漿原料用量試驗(yàn)為了達(dá)到最好的原材料利用率，不造成原材料的浪費(fèi)，我們做了原材料的試配工作，我們需要做兩組試模，經(jīng)計(jì)算，試?？傮w積為1.53l，因此，考慮到在操作過程中的誤差，我們要配得的

49、漿液總體積為2l。由于試驗(yàn)選用的水泥漿與水玻璃的體積比為1:1，而水玻璃是早以稀釋好的液體，可以直接拿量筒測出體積1l，因此我們今天試配的目的就是在固定水灰比的前提條件下，通過調(diào)節(jié)水泥和水的摻量，來達(dá)到水泥漿體積為1l。具體步驟如下：（1）用量筒稱取1l的水，放入攪拌鍋中，待液面穩(wěn)定，用直尺記錄液面至上口高度（6.2cm）；（2）根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)，配制水灰比為0.8的水泥漿，預(yù)先稱取875g水泥，700ml水。倒入攪拌鍋中攪拌2到3分鐘，測量水泥漿上表面到桶邊的高度為6.4cm，不能滿足設(shè)計(jì)要求。又量取20ml的水，25g水泥，加入小鍋攪拌2到3分鐘，再次測量水泥漿表面到鍋邊的高度為6.2cm，符

50、合要求。綜上選定水灰比為0.8時(shí)水泥用量為900g，水的用量為720ml。（3）配制水灰比為0.9的水泥漿，稱取了850g水泥，765ml水，倒入攪拌鍋內(nèi)攪拌2到3分鐘，測量水泥漿表面到桶邊的高度為6.2cm。符合要求。綜上選定水灰比為0.9時(shí)水泥用量為850g，水的用量為765ml。（4）配制水灰比為0.7的水泥漿，稱取了950g水泥，665ml水，倒入攪拌鍋內(nèi)攪拌2到3分鐘，測量水泥漿表面到鍋邊的高度為6.8cm。經(jīng)過同樣的過程進(jìn)行調(diào)整確定所需水泥993g，水695ml。（5）配制水灰比為0.6的水泥漿，稱取1100g水泥，660ml水，倒入攪拌鍋內(nèi)進(jìn)行攪拌，測量水泥漿表面到鍋邊的高度為6

51、.2cm，符合要求。綜上選定水灰比為0.6時(shí)水泥用量為1100g，水的用量為660ml。經(jīng)我們試配得出各水灰比及各波美度的水玻璃的需用量，還有我們其它試驗(yàn)人員所需研究的外加劑摻量，制成各配合比設(shè)計(jì)清單（見表2-6 雙液注漿材料2l配合比設(shè)計(jì)清單）以方便試驗(yàn)。其中我研究的是h05,h06以及h17h32。2.5雙液注漿材料試驗(yàn)基本過程我的課題為木質(zhì)素磺酸鈣減水劑對地基加固雙液注漿材料性能影響的試驗(yàn)研究，試驗(yàn)設(shè)計(jì)為水灰比為0.7，水玻璃水泥漿體積比為1.0, 水玻璃波美度°bé分別為21、25時(shí)，研究木質(zhì)素磺酸鈣減水劑加入量不同的情況以及減水劑加入量一定的條件下減水率不同的情況

52、下，水玻璃-水泥雙液注漿材料的凝膠時(shí)間，7d的抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度以及28d的抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度。2.5.1水泥-水玻璃雙液注漿材料試件的制作之前的準(zhǔn)備工作在做實(shí)驗(yàn)之前我們首先對實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行清洗和準(zhǔn)備，主要用到的儀器有攪拌鍋、試模、天平、量筒、燒杯、滴管、及各種小工具尺子、小刀、勺子等。然后配制水灰比分別為0.6、0.7的水泥漿以及波美度°bé為21與25的水玻璃。試驗(yàn)之前首先稀釋水玻璃，按照試配時(shí)測出的水泥-水玻璃配比清單，把濃度為370bé的水玻璃分別稀釋成濃度°bé為21與25的水玻璃，則配制4.1l水玻璃溶液，分別所需的用水量及水玻璃用量如下：（1）°bé21水玻璃：水玻璃用量2.020l，水用量2.080l；（2）°bé25水玻璃：水玻璃用量2.486l，水用量1.614l。然后稱取水泥，按照試配時(shí)測出的水泥-水玻璃配比清單，稱取的水泥量及量取的水的量如下：水灰比為0.7：水泥用量993g，水用量695ml。2.5.2試件的制作圖2-1 實(shí)驗(yàn)所用原料a表2-6 雙液注漿材料2l配合比設(shè)計(jì)清單序號編號水泥漿（1000ml）水玻璃（ml）粉煤灰（g）礦渣粉（g）外加劑（g）水泥（g)水（ml）h01c6v1.0s21+n110