漿液濃度對雙液注漿材料凝膠時間影響的試驗研究

黃洪亮 封孝信

（1.河北聯(lián)合大學，河北 唐山063000；2.河北建筑工程學院，河北 張家口075024）

0 引 言

隨著社會的進步、科技的發(fā)展以及注漿設(shè)備與技術(shù)的廣泛推廣和應(yīng)用，地基加固中注漿材料的配方組成、施工技術(shù)及使用性能都得到了較大的發(fā)展和提高.本課題所研究的水泥－水玻璃雙液注漿材料（即C-S雙液注漿材料）就是當今建筑工程地基加固中常用的先進注漿材料品種之一.它是以水泥、水玻璃為主劑（必要時加入添加劑），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］.

1 試驗原料及儀器設(shè)備

1.1 試驗原料

本課題所用的主要試驗原料及其基本性能參數(shù)見表1.

表1 試驗原料

1.2 儀器設(shè)備

本試驗所用的主要儀器設(shè)備見表2.

表2 儀器設(shè)備

2 試驗研究

2.1 試驗方案

為了合理控制C-S雙液注漿材料漿液的擴散半徑、取得良好的注漿封堵效果，并有效降低泵送管道的堵塞現(xiàn)象，C-S雙液注漿材料漿液的凝膠時間要進行嚴格的控制，其凝膠時間與水泥品種、水泥漿稠度（即水灰比W／C）、水玻璃濃度（即波美度0Bé）、水泥漿與水玻璃的體積比、外加劑的種類及摻量，摻合料的種類及摻量等因素有關(guān).本課題試驗研究配合比設(shè)計為：選定P·O 42.5水泥，水泥漿與水玻璃體積比為1：1，水泥漿 W／C為0.6、0.7、0.8、0.9，水玻璃0Bé為21、25、29、33，組合成16組配比進行凝膠時間的測定.

2.2 實驗數(shù)據(jù)

試驗中C-S雙液注漿材料設(shè)計的配合比及測定的凝膠時間分別見表3和表4.說明：配合比編號中各項符號含義如下：

表3 雙液注漿材料的配合比（2L）

C——表示水泥漿；

6、7、8、9——表示水泥漿的水灰比，即 W／C分別為0.6、0.7、0.8、0.9；

V1.0——表示水玻璃體積為水泥漿體積的1.0倍；

S——表示水玻璃；

21、25、29、33——表示水玻璃的波美度，即0Bé分別為21、25、29、33；

N——表示不添加外加劑、摻合料等.

表4 雙液注漿材料的凝膠時間

3 數(shù)據(jù)分析

3.1 C-S雙液注漿材料凝膠時間分析

根據(jù)表4中C-S雙液注漿材料凝膠時間的數(shù)據(jù)，可分別做出圖1和圖2.

圖1 不同W／C時0 Bé對凝膠時間的影響

圖2 不同0 Bé時W／C對凝膠時間的影響

由圖1分析可知：當水泥漿W／C為0.6、0.7及0.9時，C-S雙液注漿材料的凝膠時間都是隨著水玻璃波美度0Bé的增大而呈現(xiàn)先降低后增大的趨勢；當水泥漿 W／C為0.8時，C-S雙液注漿材料的凝膠時間隨著水玻璃波美度0Bé的增大而呈現(xiàn)先增大后降低的趨勢，即水灰比為0.8的時候凝膠時間表現(xiàn)出相反的規(guī)律.

由圖2分析可知：當水玻璃0Bé為21和25時，C-S雙液注漿材料的凝膠時間都是隨著水泥漿W／C的增大而呈現(xiàn)基本恒定的趨勢；當水玻璃0Bé為29和33時，C-S雙液注漿材料的凝膠時間則都是隨著水泥漿W／C的增大而呈現(xiàn)變化幅度較大且無明顯變化規(guī)律的現(xiàn)象.

3.2 C-S雙液注漿材料技術(shù)經(jīng)濟性分析

C-S雙液注漿材料在具備水泥漿單液注漿材料基本優(yōu)點的前提下，克服了水泥漿單液注漿時凝膠時間較長且不易控制、結(jié)石率較低等缺點；且水玻璃具有資源豐富、價格低廉等優(yōu)點，在建筑工程地基加固中水玻璃和水泥漿等體積配比使用即可節(jié)省大量水泥；況且近些年來，C-S雙液漿注漿技術(shù)在工程實踐中得到不斷的改進、完善和提高，使其已經(jīng)具備了相當成熟的施工設(shè)備及技術(shù)手段.

4 結(jié)論和展望

通過對C-S雙液注漿材料凝膠時間的測定和對比分析，可以明確發(fā)現(xiàn)：向水泥漿中摻入水玻璃可有效的縮短并控制注漿材料的凝膠時間；而且向水泥漿中摻入低波美度（即0Bé為21和25）的水玻璃比摻入高波美度（即0Bé為29和33）的水玻璃更容易控制注漿材料膠凝時間的穩(wěn)定性.

考慮到目前注漿材料存在的環(huán)保問題、耐久性差等缺點，尋求可注性好、滲透性強、價格便宜及施工方便的綠色新型注漿材料將是今后注漿材料研究的主導方向.

［1］JGJ／T 211－2010，建筑工程水泥－水玻璃雙注漿技術(shù)規(guī)程［S］