灌浆堵漏加固工程中, 灌浆材料起着重要作用。虽然当前所选用的灌浆材料基本上能够达到预期效果, 但多数只是停留在根据经验行事的状态, 理论方面的研究仍十分欠缺。本次试验以水泥和水玻璃浆材为研究对象, 意在寻求一种经济合理的灌浆材料的最优配比, 从而满足一般工程所需要的强度、防水防渗性、化学稳定性以及耐久性等指标。
水泥-水玻璃浆液性能的试验分析
水泥-水玻璃浆液性能主要表现为凝胶时间、强度、安定性、抗渗性、抗冻性等。试验对其中较为重要的凝胶时间、强度、安定性等3个性能进行研究。
1.原料及外加剂的选择与制备
选用冀东水泥厂生产的盾石牌425号和525号普通硅酸盐水泥，配置了3种不同性能的水玻璃，即:模数2.1~2.5,浓度40°Be’;模数3.1~3.4,浓度45°Be’;模数3.1~3.4,浓度35°Be’。选用木钙作为缓凝减水剂,
选用氯化钙作为早强剂。
2.凝胶时间的测定
采用维卡法进行试验。主要仪器有CIIN-1型测定仪、NJ-160A型搅拌机等。试验结果如图1 ~图4。
由图1 ~图4可以得出:
(1)随着水泥标号的提高,凝胶时间减小，同一-标号的水泥,随着水灰比(W : C)增大，凝胶时间增大。
(2)随着水玻璃浓度的增大，凝胶时间增大;同一浓度的水玻璃，随水灰比增大,凝胶时间增大。
(3)随着C : S的增大，凝胶时间减小;其他条件相同时，加入缓凝剂(木钙) , 凝胶时间增大。
(4)随着缓凝剂用量的增大，凝胶时间增长速度加快,缓凝作用更为显著,凝胶时间增大,但会使固结体强度降低。
3.安定性试验
采用雷氏法进行试验。主要仪器有FZH-93型沸煮箱、雷氏夹膨胀测定仪、恒温恒湿标准养护箱。
每个试样的平均膨胀值按下式计算:
B平均=(B1 – B2)/2
式中B平均一平均膨胀值 (mm) ;
B1–试件 1煮后膨胀值(mm) ;
B2– -试件2煮 后膨胀值(mm)。
2个试样膨胀值的绝对误差按下式计算:
△B= |B2- B1|
判别准则: (1)目测发现裂缝,即判断该试样安定性不合格; (2) 当B平均≤5 0mm,且0B≤4mm时，即判断该试样安定性合格; (3) 当B平均>5 0mm,且0B≥4mm时，即判断该试样安定性不合格，(4)当B平均≤5 0m
但OB> 4mm时，应用同一样品立即重做一-次试验， 若结果仍然如此，则判断该试样安定性不合格。
通过分析计算可知，在其他条件相同的情况下，水灰比越大,安定性就越差,结石就越容易开裂;C : S越小，安定性就越差，且强度很低,结石越容易开裂。
综合.上述分析,可以得知满足实际工程需要的水泥-水玻璃浆液的最优配比方案为:
(1)水泥浆的水灰比为0.8:1~1:1。
(2)水泥浆与水玻璃的体积比为1 :0.6~1:0.8。
(3)水玻璃的模数为2.5,波美度为40°Be’。
(4)缓凝剂(木钙)的用量为0.6%~ 0.8%。(5)早强剂(CaCl2 :6H2O)的用量为1%。
这样配方的凝胶时间为2 ~ 3min,抗压强度变化范围在10 ~ 18MPa。如果在漏水量大或流速大的孔段中灌浆,需要急速凝胶时,除采用浓度大的水泥浆外(水:水泥=1 : 1) ,水泥浆与水玻璃的体积比宜采用
较小值,如1 :0.3或1 :0.4。
