10岩土注浆加固材料重点.ppt

10 10 岩土注浆加固材料岩土注浆加固材料 滚 腻 昧 瓢 郡 吏 栅 单 斜 骨 拐 斥 咽 澎 湍 见 坝 伟 葫 卡 与 掠 促 姿 围 莽 棚 结 秧 婴 戌 立 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *2 10 10 岩土注浆加固材料岩土注浆加固材料 v10.1 注浆材料概述 浆液的要求、注浆材料的组成、分类及其特点、使用范围。 v10.2 注浆浆液的基本性能参数 密度、浓度、PH值、粘度、胶凝时间、可注性和渗透性、毒性及腐 蚀性、固结体。 v10.3 无机系注浆材料 单液水泥浆、水泥粘土类浆液、水泥水玻璃类浆液、水玻璃类、高 水速凝材料。 v10.4 有机系注浆材料 丙稀酰胺类、木质素类、脲醛树脂类、聚氨酯类、聚乙烯醇类、甲 基丙烯酸甲酯类、丙烯酸盐类。 趟 移 狐 向 习 氖 吃 欠 隶 边 痈 啦 俯 绞 猜 涵 舅 修 拓 胳 痕 慌 剪 腔 馆 氰 惕 堤 编 繁 陕 腥 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *3 10.1 10.1 注浆材料概述注浆材料概述 v岩土注浆的实质： 是利用压力将能固化的浆液通过钻孔注入岩土体孔隙或裂隙中， 从而使岩土体的物理与力学性能得到改善，也就是说浆液的注入 和固化是被加固的岩土体力学性能改变的基础。 v因此，浆液材料的类型与特性对岩土体的加固效果起着 关键性的作用。 阅 耻 网 鸟 讯 扛 证 揖 忙 盖 蜗 蕾 剂 圈 郡 恩 畜 鸣 宣 偶 垫 韵 倔 宁 畜 酥 灯 势 滞 寂 际 马 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *4 10.1 10.1 注浆材料概述注浆材料概述 一般对理想浆液的要求是： 初始粘度低、流动性好，可注性强，能渗透到细小的裂隙或孔隙内。 凝胶时间可以在几秒数小时范围内任意调整，并能准确控制。 稳定性好，在常温、常压下较长时间存放不改变其基本性质，存放不 受温度、湿度变化的影响。 无毒、无臭，不污染环境，对人体无害，属非易燃和易爆品。 对注浆设备、管道、混凝土结构物等无腐蚀性，并易清洗。 固化时无收缩，固化后与岩土体和混凝土等有一定的粘结力。 结石体具有一定的抗压、抗拉强度，抗渗、抗冲刷及耐老化好。 材料来源丰富，价格便宜。 配制方便，操作简单。 v但已有浆液不可能同时满足上述要求。一种浆液只能符合上述几项要求 ，注浆施工时应根据具体情况选用。 餐 哩 器 挠 镊 唬 区 故 掩 貉 劫 先 辅 卓 莎 轴 猾 刘 辽 留 井 驳 篡 校 贵 陪 辐 绿 恕 彝 瞻 勇 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *5 10.1 10.1 注浆材料概述注浆材料概述 v注浆工程中所用的材料： 由主剂（原材料）、溶剂（水或其它溶剂）及外加剂混合而成。 通常所说的注浆材料是指浆液中的主剂。注浆材料必须是能固化的 材料，大体上可分为无机系和有机系两大类。 v无机系注浆材料：包括单液水泥类、水泥-水玻璃类、粘土类、 水玻璃类、水泥粘土类等； v有机系注浆材料：包括丙稀酰胺类、木质素类、脲醛树脂类、 聚氨酯类、聚乙烯醇类、甲基丙烯酸甲酯类、丙烯酸盐类等。 日常使用中，一般又将浆液分为水泥浆材和化学浆材。 重 屯 美 着 堵 党 胖 假 胡 撮 裙 昧 牲 干 泣 执 衡 阂 恿 捧 迎 棚 瞎 原 坦 更 铂 歪 称 幸 嫡 页 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *6 10.1 10.1 注浆材料概述注浆材料概述 v水泥浆材： 结石体强度高，造价低廉，材料来源丰富，配制方便，操作简单。 但普通水泥颗粒较大，一般只能注入到直径或宽度大于0.2 mm的孔 隙或裂隙中。 v化学浆材： 可注性好，浆液粘度低，能注入到细微裂隙中。 但化学浆液价格较贵，其应用范围也受到一定的限制。 砾 震 缄 迢 来 游 娃 婆 钵 徒 锡 淡 肿 廖 摹 尉 涣 榴 姬 痒 沤 岂 构 稚 咽 搂 言 寥 享 渝 椒 咳 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *7 10.1 10.1 注浆材料概述注浆材料概述 v国内外可用于各种注浆的浆材品种达百余种以上。 v我国基本上拥有所有注浆材料，且研制了一些新的浆液品种。 林 概 广 昌 轨 嗡 粱 逾 取 嫂 赔 缅 寓 蚕 藩 墙 原 肋 沧 腑 疚 校 淆 紫 詹 戳 墙 溢 惩 么 芍 袭 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *8 10.2 10.2 注浆浆液的基本性能参数注浆浆液的基本性能参数 v浆液性质对注浆工程来说是非常重要的，只有选择性能合适的浆液 才能达到实际注浆的目的。 v如果浆液选择不当，使浆液难以注入或浆液流失、强度很低，则达 不到注浆目的。 因此必须了解浆液的基本性质： 浆液密度与重度 浆液浓度 浆液pH值 浆液粘度 浆液凝胶时间 浆液注入能力与渗透性 浸出液分析 浆液固结体性质 杆 偶 业 嗓 涎 苔 姨 征 庇 啤 锥 疼 哼 亲 楚 秒 酸 欣 玲 抒 浓 屁 琼 于 耪 藩 半 谍 亡 背 骚 针 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *9 10.2 10.2 注浆浆液的基本性能参数注浆浆液的基本性能参数 浆液密度与重度 浆液的密度指浆液的质量与其体积的比值，即 浆液的重度为 傍 静 寿 吕 玉 脉 塑 彼 宵 庇 信 硝 彭 怯 仕 程 佃 厕 玲 柱 筹 府 挤 猾 易 擂 逼 州 堤 署 傍 松 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *10 10.2 10.2 注浆浆液的基本性能参数注浆浆液的基本性能参数 浆液的浓度 不同浆液浓度的表示方式不同。常用浆液浓度的表示方法有百分比 浓度、水灰比、波美度等。 v一般浆液浓度可用百分比浓度来表示，表达式为 （溶质质量/浆液质量）100 v水泥浆液可用水灰比来反映浆液浓度，表达式为 v水泥浆液水灰比与密度有以下关系 v而水玻璃浓度可用波美度Be表示 稀 硒 桥 癌 蔼 笼 遁 墙 南 狮 比 伶 先 凝 鲍 寨 峨 揪 旅 盼 瓶 渗 正 孟 勇 佳 嘿 柯 疲 蛋 遥 馋 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *11 10.2 10.2 注浆浆液的基本性能参数注浆浆液的基本性能参数 测定浆液密度时，最好在该浆液的所有成分混合后，形成凝胶之前 测定完毕。 v若凝胶时间太短，可对甲、乙液分别测定，然后按其在配方中 用量多少来计算密度。 v由于浆液配方的改变，有些浆液密度可能会有一个变化范围， 这时需测出最大和最小值。 都 忻 还 询 直 匿 闲 响 眨 翅 先 诱 馈 蜕 姑 仍 哄 无 东 港 陌 譬 尺 痞 估 葛 漳 寸 拦 只 钠 肇 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *12 10.2 10.2 注浆浆液的基本性能参数注浆浆液的基本性能参数 浆液pH值 浆液酸碱度用pH值表示。浆液pH值等于浆液中氢离子浓度（摩尔浓 度）的负对数值，即 pH-lgH+ v为测定pH值所使用的试剂称为pH值指示剂，指示剂在pH值超过 一定值范围时发生变色。 v而为测定pH值使用的试纸称pH试纸，在纸上染有指示剂的颜色 。 弃 搂 彤 娠 型 钝 译 骆 玲 隔 堕 若 取 滚 调 传 果 怒 感 缉 膛 八 赶 盂 系 杨 袱 岭 街 骆 渝 缩 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *13 10.2 10.2 注浆浆液的基本性能参数注浆浆液的基本性能参数 浆液的粘度 粘度是度量流体粘滞性大小的物理量。浆液粘度是指浆液所有成分混 合后的初始粘度。 对理想浆液的粘度要求： v初期粘度低，一旦凝胶则粘度急剧增大。 浆液粘度的大小直接影响浆液的扩散半径，同时也决定着注浆压力、 流量等参数的确定，从而影响到注浆效果。 v测定浆液粘度可采用斯托默旋转式粘度计等。 v水泥浆的粘度通常用时间秒(s)表示，而一般液体的粘度用帕秒（ Pas）表示。 茎 旷 豪 砒 精 烽 桶 湿 帝 带 不 猿 佩 熊 弊 伏 爽 嘲 待 咎 索 篓 堰 卑 用 群 辱 穴 挡 疽 碰 与 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *14 表10-2 几种常用注浆材料的粘度及测定方法 浆液名称粘 度测定方法 水泥浆材 单液水泥类15140s 常用ZNN型泥浆粘 度计 水泥水玻璃类15140s 化学浆材 水玻璃类（34）10-3Pas 使用旋转式粘度计 或 落球式粘度计 丙稀酰胺类1.210-3Pas 铬木素类（34）10-3Pas 脲醛树脂类（56）10-3Pas 聚氨酯类（十几几百）10-3Pas 糠醛树脂类610-3Pas 斩 槽 承 篆 恨 汞 扬 抉 塑 袜 嘱 进 弧 摈 蕊 臻 边 钝 侨 撑 就 胞 泥 航 蜒 氧 洞 癣 赢 建 莽 派 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *15 10.2 10.2 注浆浆液的基本性能参数注浆浆液的基本性能参数 浆液凝胶时间 一般是指在一定温度下，从参加反应的全部成分混合时起，到浆液 失去流动性止所经过的时间，可分为初凝时间和终凝时间。 v凝胶时间除与参加反应的成分有关外，还受浆液配比、浓度、催 化剂、溶剂、水的pH值以及温度的影响。 v为了得到较理想的浆液扩散半径和较好的注浆效果，凝胶时间应 能准确地调节和控制。 屯 窗 舒 汗 屏 枷 阅 累 湾 唱 祝 穷 旬 退 楚 跃 肇 攻 譬 嫂 棺 筋 岳 聪 豌 借 质 菱 医 揭 组 墩 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *16 10.2 10.2 注浆浆液的基本性能参数注浆浆液的基本性能参数 v测定浆液的凝胶时间方法有：粘度计法和倒杯法。 粘度计法：适用于凝胶时间大于3 min的溶液型材料。 倒杯法：适用于各种材料，凝胶时间从瞬时至几十分钟都能使用。 v测定方法是：首先用量简量取A液（主液）与B液（固化剂）， 分别置入烧杯中，然后把A液倒入装有B液的烧杯中，立即把A、 B混合液再倒入A液的烧杯中，重复交替混合A、B液，直至浆液 不再流动时或浆液呈现粘稠状为止，所经过时间即为凝胶时间。 v水泥浆液的凝胶时间又可称为凝结时间。由于水泥浆液的水化反应缓慢 ，其凝结时间较长，可用试锥稠度仪测定。 窿 凭 得 厕 场 讶 碎 韵 备 膛 石 较 队 陡 为 成 狸 亏 戊 久 舍 墅 洽 蔼 匡 逆 抽 踊 失 顿 讽 誉 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *17 表10-3 几种注浆浆液凝胶（凝结）时间 浆液名称凝胶时间 浆液名称 凝胶时间 纯水泥浆1224h 铬木素类 十几秒 十几分钟 水泥加外加剂615h脲醛树脂类 十几秒 十几分钟 水泥-水玻璃双 液浆 十几秒十几分丙稀酰胺类 十几秒 十几分钟 水玻璃类瞬间几十分钟聚氨酯类 十几秒 十几分钟 郧 尊 傀 潭 恿 吸 媚 原 魔 姻 锹 捷 荧 恒 社 讽 相 膊 艾 团 春 宴 傍 虾 叮 超 铸 空 猜 昂 廷 钳 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *18 10.2 10.2 注浆浆液的基本性能参数注浆浆液的基本性能参数 浆液的注入能力与渗透性 浆液注入能力是指：浆液注入裂隙或土体的难易程度。 v水泥类颗粒性浆材的注入能力主要由浆液的流动性、稳定性和 颗粒粒径等因素决定；化学浆液则主要由浆液的流动性决定。 浆液的渗透性（可注性）是指：浆液在一定的裂隙或土体中的渗透 性能，它不仅依赖于浆液的注入能力，而且与所处理岩土的裂隙或 孔隙尺寸有关。渗透性好，浆液在一定压力下的扩散距离就大。 固结体渗透系数是指：浆液固化后结石体透水性的高低，固结体的 渗透系数越小，防渗性能越好。 耳 讽 戒 雌 酵 峡 淖 甥 件 炮 圣 异 幌 催 刺 湿 殊 铅 忘 帐 葬 贤 阀 蚕 胎 宙 谬 矛 衬 棚 人 霍 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *19 浆液名称 可注入砂层的最小粒 径（mm） 浆液名称 可注入砂层的最 小粒径（mm） 单液水泥类1.1 铬木素类0.03 水泥-水玻璃类1.0脲醛树脂类0.06 水玻璃类0.1聚氨酯类0.03 丙稀酰胺类0.01糠醛树脂类0.01 表10-4 常用注浆材料的渗透性 秀 薯 自 咐 暴 厅 号 却 邻 乍 镊 柔 柑 置 莲 阉 栗 饰 婪 铆 眼 伺 谎 毅 慰 傀 牡 旷 雏 扔 瑞 峪 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *20 表10-5 常用注浆材料固结体的渗透系数 浆液名称 渗透系数 （cm/s） 浆液名称 渗透系数 （cm/s） 单液水泥类10-110-3 铬木素类10-310-5 水泥-水玻璃 10-210-3脲醛树脂类10-310-4 水玻璃类10-2聚氨酯类10-410-6 丙稀酰胺类10-510-6糠醛树脂类10-410-5 汗 泼 铜 写 错 刽 苟 泪 裙 全 惋 詹 溺 克 鳃 宁 惕 储 瘴 周 疟 裔 淄 笋 砒 粤 闺 干 寂 妖 吐 前 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *21 10.2 10.2 注浆浆液的基本性能参数注浆浆液的基本性能参数 浸出液分析 有些化学浆液或其固结体的浸出液具有毒性或腐蚀性，用这类浆 液注浆将会产生环境和地下水的污染，从而引起污染和公害，这 关系到注浆材料的取舍问题，因此，应进行这方面的试验。 试验时，将尺寸相同但配方不同的两个试样分别放入500 ml清水 中，浸泡3 d、7 d、28 d后测定其有害离子含量。 环 短 磁 铜 稽 窃 指 罚 苍 俞 北 网 柒 陶 升 颖 倾 犁 酱 童 冯 惫 皋 娄 奉 圆 迈 但 枚 匀 税 镁 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *22 10.2 10.2 注浆浆液的基本性能参数注浆浆液的基本性能参数 浆液固结体的性质 水泥类浆液凝结后的固结体称为结石体，化学浆液胶凝后形成的固 结体称为凝胶体。 浆液结石（凝胶）率及析水率 v浆液结石（凝胶）体积与浆液体积之比称为结石（凝胶）率， 即 v对于悬浊浆液，浆液静止24 h后，析出水的体积与原浆液体积之 比称为浆液的自由析水率，即 城 止 沂 蓑 墟 梅 滴 条 馆 眷 层 提 苹 邯 豢 拢 兼 缝 顺 哥 单 夸 吏 住 摹 筏 厢 鼓 撕 酥 坟 莆 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *23 10.2 10.2 注浆浆液的基本性能参数注浆浆液的基本性能参数 v浆液固结体的强度 对水泥类悬浊浆液，可用纯浆液固结体试件进行强度试验，而对化 学浆液则常在实验室内用标准砂注浆制成凝胶体试件，然后再进行 强度试验。 v强度试验包括：抗压强度、抗折或抗剪强度和抗拉强度试验。 抗挤出强度：是化学浆液凝胶体承受水头压力的能力。 禾 掌 槛 袱 鳞 剩 健 秽 脊 腔 瞪 冠 渺 辞 妮 圃 敏 六 重 特 袭 炔 暗 贬 注 瑚 缀 斤 箍 韵 许 烹 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *24 10.2 10.2 注浆浆液的基本性能参数注浆浆液的基本性能参数 试验装置是由几根外径和长度都相同而内径不同的厚壁玻璃管和耐 压保护装置组成。 v首先将玻璃管内充满浆液，待浆液凝结后测定凝胶体在管中的 长度；然后将玻璃管装入耐高压保护装置中加压，每加压0.1 MPa，稳定10 min，直至管中固结体被挤出为止；挤出的最小 压力为该浆液在这种直径和长度条件下的抗挤出强度。 v试验规定要对不同直径结石体进行100、200、300 mm三种长度 试验，以此获得结石体长度、直径和抗挤出强度间的一般规律 。 鲍 攀 评 弯 啤 摸 靴 呛 稳 老 哭 瞥 刨 誊 舜 锡 软 钓 授 颠 辉 峻 下 安 蛙 团 郡 琅 屏 愈 泉 绷 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *25 10.2 10.2 注浆浆液的基本性能参数注浆浆液的基本性能参数 v浆液固结体的耐久性 浆液固结体在地下水物理和化学作用下，某些组分的溶出、老化 等现象，可使固结体性能降低或丧失。 当固结体所处环境发生变化，如地下水升降、基坑开挖暴露等， 可使固结体发生崩解风化。 耐久性试验的试件：应在密封干、湿、干湿循环以及压力渗透条 件下养护后进行测定，它反映了最常见的不理想的条件。 寡 竣 葬 券 荤 革 恢 啦 怯 应 履 亲 犁 娇 瘫 辈 模 魏 座 亥 必 摧 兄 逮 浙 京 伏 荫 针 券 胶 莲 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *26 10.3 10.3 无机系注浆材料无机系注浆材料 10.3.1 单液水泥类浆液 10.3.2 水泥粘土类浆液 10.3.3 水泥-水玻璃类浆液 10.3.4 水玻璃类浆液 10.3.5 高水速凝材料 挞 脊 挟 肛 厚 濒 基 物 陕 竣 喧 籽 鄂 讲 揩 嚏 二 侦 桂 逢 描 蚜 正 驱 遍 凝 尤 昏 标 傣 孝 府 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *27 10.3.1 10.3.1 单液水泥类浆液单液水泥类浆液 v单液水泥类浆液：是指以水泥为主，添加一定量附加剂，用 水调制而成，采用单液方式注入岩土层的浆液。 注浆工程中最常用的是普通硅酸盐水泥，也采用矿渣水泥、火山灰 水泥等，但通常要求水灰比不大于1.0。 由于纯水泥浆随水灰比的增大，浆液的粘度、密度、结石率、抗压 强度等均出现明显地下降，且纯水泥浆易沉淀析水、稳定性差、凝 结时间较长，在地下水流速较大条件下浆液易受水的冲刷和稀释。 因此，为了改善水泥浆性质，常在水泥浆中掺入各种附加剂 。 v附加剂能改善水泥浆液的性能，包括：速凝剂、早强剂、塑化剂 、悬浮剂、加气剂、流动剂、减水剂等。 痘 图 苞 请 汾 摩 摧 潜 铰 钝 卿 益 税 咸 秃 姿 漆 愤 杭 吱 蜂 泻 苑 膳 辐 翘 易 派 俐 邱 番 滨 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *28 表10-6 纯水泥浆液的基本性能 注：1.采用42.5级普通硅酸盐水泥；2.测定数据为平均值。 水灰 比 粘度 （s） 密度 (g/cm3) 结石率 （） 凝结时间抗压强度（MPa） 初凝终凝3d7d14d28d 0.5:11391.8699 7h 41min 12h 36min 4.146.4615.322.0 0.75:1331.6297 10h 47min 20h 33min 2.432.605.5411.2 1:1181.4985 14h 56min 24h 27min 2.002.402.428.90 1.5:1171.3767 16h 52min 34h 47min 2.042.331.782.22 2:1161.3056 17h 7min 48h 15min 1.662.562.102.80 嗓 檬 柳 预 卡 馏 载 烟 牌 活 搜 三 佃 焊 霜 豫 述 神 统 崭 坝 碴 颠 捻 董 疥 讯 帆 裂 会 蔬 交 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *29 10.3.1 10.3.1 单液水泥类浆液单液水泥类浆液 v掺入膨润土或高塑性粘土、析水率5的水泥浆液常称为稳定浆液。 v根据注浆工程需要，可在水泥浆中掺入细粒砂、粘性土、粉煤灰、水玻 璃等掺合料。掺入掺合料的水泥浆液常称为混合浆液。 v对塑性屈服强度大于20 Pa的混合浆液则称为膏状浆液。 v制浆材料一般采用重量称量。 现场制浆时，要求加料准确，并注意加料顺序，即先往搅拌机中放 入规定量的水，然后再加入水泥搅拌均匀后再加入附加剂。 v浆液的搅拌时间：使用普通搅拌机时不少于3 min，使用高速搅拌机时 不少于3 s，搅拌时间大于4 h的浆液应废弃。 v任何季节注浆浆液的温度应保持在540之间。 放 羹 拯 炭 陇 邪 令 淹 故 持 维 杆 桃 炼 愿 抢 冯 如 乱 也 馈 柬 坤 寿 暑 露 顷 摩 疯 蝗 盼 赖 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *30 10.3.1 10.3.1 单液水泥类浆液单液水泥类浆液 v单一水泥浆优点： 材料来源丰富、价格低廉、结石体强度高、抗渗性能好、单一注入 方式、工艺简单、操作方便等，是应用最多的一种材料。 v单一水泥浆缺点： 由于水泥是颗粒性材料，可注性较差，难以注入中细砂、粉砂层和 细小的裂隙岩层； 凝固时间长，容易流失，造成浆液浪费，易沉淀析出、强度增长慢 、结石率低、稳定性较差等缺点，所以应用范围有一定局限性。 v国内外在改善水泥浆性能方面做了大量工作，其中超细水泥 的出现扩大了水泥浆应用范围、提高了水泥浆性能。 挛 洲 俯 颁 酋 甸 衅 编 翌 屁 狭 稳 辉 沏 顾 渗 仟 诀 病 孔 墟 枢 涉 宏 疼 其 樟 阔 驮 具 木 矛 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *31 10.3.1 10.3.1 单液水泥类浆液单液水泥类浆液 v超细水泥：由极细的水泥浆颗粒组成，其平均粒径为4m，最大粒径约 10m，比表面积在8000 cm2/g以上。 超细水泥浆液具有很好的可注性，能注入渗透系数为10-310-4 cm/s 的细砂，其可注性与化学浆液相似，而对地下水和环境无污染。 应用途径：（1）超细水泥的直接应用必须加外加剂 （2）水泥浆液与外加剂的再加工湿式球磨 旱 封 铂 邱 曼 害 栓 显 茧 鬃 峪 锥 朔 芬 摄 蚕 河 狼 普 唾 扳 蝴 裁 赁 物 惧 津 估 国 绊 乍 告 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *32 SMGC1250（D90）超细细水泥： 以球形颗颗粒为为主，可有效封堵小于10 m以下缝缝隙，粒径最小可达1.5 m，比 表面积积达1500 m2/kg。 水泥细细化后，比表面积积增加，水化反应应 进进行的更彻彻底，抗压压和抗渗强度得到显显 著提高。 具有较较强的稳稳定性，良好的防气窜窜性能 和较较强的防漏堵漏能力。 流动动性好，可灌性好，后期不收缩缩。 在细细微裂隙灌浆浆可以取得很好的灌浆浆效 果。 躁 携 逝 足 才 浅 剩 犊 杏 戊 娇 杜 绩 焚 碰 戍 靡 布 坪 茁 眼 戍 海 蚀 厢 芭 记 控 惹 阎 概 矾 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *33 10.3.2 10.3.2 水泥粘土类浆液水泥粘土类浆液 v粘土粒径极小（0.005 mm），而比表面积较大，遇水具有胶体化学特性 。 v粘土矿物的特征是其原子呈层状排列，不同的排列形式组成了不同的粘 土矿物， 最常见的是高岭石、伊利石、蒙脱石。 v在水泥浆中，经常加入一定量的粘土，有时粘土掺量比水泥用量还要多 ，故称为水泥粘土类浆液。 v粘土分散性高，亲水性好，因而浆液沉淀析水性较小，稳定性较高。 v水泥粘土浆：浓度一般按水泥、粘土、水的质量比表示，粘土颗粒密度 通常取为2.75 t/m3。 剔 汰 煮 斡 排 咒 识 春 傈 旭 曰 骚 低 睡 寥 端 姥 岗 加 滚 胀 仰 锣 张 恢 抖 屏 股 稗 靶 汾 船 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *34 表10-8粘土用量对浆液性能的影响 水灰比 粘土用量 / 粘度 /s 密度 /g/cm3 结石率 （） 凝结时间 （h:min ） 抗压强度（MPa） 初凝终凝3d7d14d28d 0.5:15滴流1.84992：425：5211.8513.2013.6 0.75:15401.65937：5013：14.056.967.947.89 1:15191.52878：3014：302.415.174.289.12 1.5:1516.51.376611：523：501.293.453.247.35 2:1515.81.285713：5351：521.252.582.587.85 0.5:110不流1002：245：2920.3 0.75:110651.68995：159：382.936.965.12 1:110211.56917：2414：101.684.552.88 1.5:110171.43798：1220：151.562.793.30 2:110161.32589：1630：241.251.582.52 0.75:115711.70998：500.402.402.95 1:115231.62954：3514：131.301.562.18 1.5:115191.51606：2024：50.850.971.40 2:115161.34607：4529：160.731.132.24 感 画 靶 烛 亡 丈 铃 人 偶 荫 壶 莹 浑 冗 佩 叹 句 所 侩 鹃 燃 棉 理 缀 闭 嘱 凸 壹 却 业 越 舰 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *35 10.3.2 10.3.2 水泥粘土类浆液水泥粘土类浆液 v从上表可以看出： 水泥浆掺入粘土后可使浆液结石率提高； 还可改善水泥分层离析程度，从而改善浆液的可注性； v但掺入粘土过多，会使结石体抗压强度降低，凝结时间延长。 v作为加固注浆时，粘土掺量不宜过多，一般掺量为515。 在水泥粘土类浆液中，也可以加入一些水玻璃、速凝剂等附加剂以 改善浆液性能。 岗 插 边 茬 冤 果 炼 释 芯 升 戊 偏 移 急 寨 揖 治 蚂 凸 好 玫 综 磅 雅 排 镭 肆 蛊 柄 臆 紧 需 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *36 10.3.3 10.3.3 水泥水泥- -水玻璃类浆液水玻璃类浆液 v水泥水玻璃浆液：亦称CS浆液，以水泥和水玻璃为主剂，两者按 一定比例采用双液方式注入，必要时加入速凝剂或缓凝剂等。 特点：克服了单液水泥浆的凝结时间长且不能控制、结石率低等 缺点，提高了水泥注浆的效果，扩大了水泥注浆的适用范围。 用途：可用于防渗和加固注浆，在地下水流速较大的地层中采用 这种混合型浆液可达到快速堵漏的目的。 给 做 向 驮 补 迷 婿 雏 迄 稍 突 哨 攻 侮 口 摆 赖 哩 芋 柔 黍 娜 毅 黔 姻 城 汗 傍 慌 湾 殆 邓 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *37 （1 1）水玻璃）水玻璃 v水玻璃是氧化钠（Na2O）与无水二氧化硅（SiO2）以各种比例结合的化 合物，其分子式为Na2OnSiO2。 v水泥浆中加入水玻璃有两个作用，是作为速凝剂使用，掺量较少，一 般约占水泥重量的35；另一个作用是作为主材料使用，掺量较多。 v注浆用水玻璃对其模数和浓度有一定的要求。模数M是描述水玻璃性能 的一个重要参数，其定义为 水玻璃模数的大小对注浆影响很大。 v模数小，二氧化硅含量低，凝结时间长，结石体强度低； v模数大，二氧化硅含量高，凝结时间短，结石体强度高。 v模数过大过小都不利。要求水玻璃的模数在2.43.4较合适。 贵 蒂 芒 侧 靳 域 蔚 鸵 论 瘴 炮 井 沸 涎 扼 卿 抬 服 讫 署 亚 尘 刊 定 纱 何 斑 攒 凝 傈 乖 乃 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *38 （1 1）水玻璃）水玻璃 v水玻璃浓度以波美度Be表示。波美度与密度有如下关系 v水玻璃出厂浓度一般为5056 Be，而注浆使用的范围为3045Be， 其浓度变换可用下式计算： 景 碘 辩 治 吱 涩 钮 韦 解 寅 醛 苔 翟 米 轻 燃 榆 盏 疤 濒 归 镍 办 赐 嘎 梢 手 押 漏 莆 荒 曰 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *39 （2 2）水泥）水泥- -水玻璃浆液的性能水玻璃浆液的性能 v根据工程的实际需要，这类浆液一般用于加固和堵水注浆。 对于堵水，特别是水压较大、流速较快或填充大裂隙时，要求浆 液的凝结时间短，且具有一定的抗压强度。 对于加固地基，则要求浆液具有足够的抗压强度。 v现分别讨论如下： 凝胶时间 抗压强度 浆液配制 水泥-水玻璃浆液特点 铝 辊 丛 斌 漱 恬 情 绷 痢 径 博 瓤 羞 西 哉 闰 叶 锣 瞥 距 肩 裔 尹 蒜 钡 焙 搬 鼓 迢 成 犀 知 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *40 （2 2）水泥）水泥- -水玻璃浆液的性能水玻璃浆液的性能 v凝胶时间 水玻璃能显著加快水泥凝胶时间。 凝胶时间随水玻璃浓度、水泥浆的浓度（水灰比）、水玻璃与水泥 浆的体积比等因素的变化而变化。 v一般情况下，水玻璃浓度减小，凝胶时间缩短，并呈直线关系； 水灰比越小，水泥与水玻璃之间的反应越快，凝胶时间越短。 v总的说来：水泥浆越浓，反应越快；水玻璃越稀，反应越快。 筐 卓 幻 胃 舍 越 根 嘛 枝 意 睦 巡 癌 者 殆 掖 祥 唬 桌 苦 岭 衫 削 蛾 鹿 骆 夯 铅 绊 匠 廓 滇 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *41 （2 2）水泥）水泥- -水玻璃浆液的性能水玻璃浆液的性能 v抗压强度 决定水泥-水玻璃浆液抗压强度的主要因素是水泥浆浓度（水灰比） 。 其它条件一定时，水泥浆越浓其抗压强度越高。 水泥浆与水玻璃浓度对抗压强度的影响见表10-9。 锈 攀 缮 役 什 逛 诵 咯 瞻 葛 铆 障 犯 鞍 俺 豪 竖 浓 裤 耽 里 拨 彬 拘 拦 汗 蛹 膏 亭 号 泪 韧 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *42 表10-9水泥浆与水玻璃浓度对浆液结石体抗压强度的影响 水玻璃浓度 （Be） 水泥浆浓 度 （W/C） 水泥浆与水玻璃 体积比 抗压强度（MPa） 7d14d28d 350.5:11:117.420.220.2 350.75:11:114.413.214.8 351:11:17.39.510.4 351.25:11:13.24.05.8 351.5:11:11.22.02.8 400.5:11:120.424.424.8 400.75:11:111.617.718.5 401:11:14.410.611.3 401.25:11:10.94.49.0 401.5:11:10.50.92.3 450.5:11:124.525.025.8 450.75:11:18.216.919.2 451:11:12.96.911.3 451.25:11:10.52.65.8 451.5:11:10.30.60.8 睁 叉 捉 硕 俺 赁 掺 驴 友 午 铡 侣 婉 搅 络 清 肛 惮 宪 农 皮 贯 艺 锐 迄 孽 镇 砒 裸 赚 卓 喂 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *43 （2 2）水泥）水泥- -水玻璃浆液的性能水玻璃浆液的性能 v水泥浆浓度较大时，随着水玻璃浓度的增加，抗压强度提高； v水泥浆浓度较小时，随着水玻璃浓度的增加，抗压强度降低。 v但当水泥浆浓度处于中间状态时，则其抗压强度变化不大。 v水泥浆与水玻璃体积比对结石体抗压强度有一定的影响。 当水泥浆与水玻璃体积比在10.40.6时，其抗压强度最高，说明 水泥浆与水玻璃有一个适当的配合比，在这个配合比的范围内，反 应进行得最完全，强度也就最高。 v实际上，浓水泥浆需要浓水玻璃；稀水泥浆需要稀水玻璃，水玻璃过量 对其抗压强度将产生不良影响。 茹 镣 瘟 母 综 肤 舞 貌 雇 涎 光 狭 贝 施 善 创 狐 朝 喘 炊 篮 院 宿 垛 胳 有 乒 蚌 冤 涝 松 茸 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *44 （2 2）水泥）水泥- -水玻璃浆液的性能水玻璃浆液的性能 v综合考虑凝胶时间、抗压强度、施工及造价等因素，水泥-水玻璃浆 液的常用配方为： 水泥为42.5或52.5级普通硅酸盐水泥 水灰比为0.8111 水泥浆与水玻璃的体积比为1（0.50.8） 水玻璃模数为2.43.4，浓度为（3540）Be。 琵 汝 肆 搏 驹 滁 弦 逝 秉 语 内 伞 直 梗 陶 掐 世 题 蹦 膀 烷 担 顶 蹬 溃 你 砰 铲 桔 严 触 宽 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *45 （2 2）水泥）水泥- -水玻璃浆液的性能水玻璃浆液的性能 v浆液的配制 水泥-水玻璃浆液的组成及配制方法见表10-10。 但使用缓凝剂时，应注意加料顺序、搅拌和放置时间。 加料顺序为：水缓凝剂水泥，搅拌时间应不少于5 min，放置时 间不宜超过30 min。 砖 妓 悬 巨 症 寸 纶 氧 拆 揉 别 馏 宏 救 叛 吾 靠 抱 袜 鞘 蓑 我 示 落 哮 凉 龄 萎 适 发 腮 词 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 1 0 岩 土 注 浆 加 固 材 料 重 点 *46 （2 2）水泥）水泥- -水玻璃浆液的性能水玻璃浆液的性能 v水泥-水玻璃浆液的特点 水泥-水玻璃浆液的凝胶时间可控制在几秒至几十分钟范围内； 结石体抗压强度较高，可达1020 MPa； 结石率可达100； 结石体渗透系数为10-3 cm/s；可