浆液浓度对双液注浆材料凝胶时间影响的试验研究

黄洪亮 封孝信

（1.河北联合大学，河北 唐山063000；2.河北建筑工程学院，河北 张家口075024）

0 引 言

随着社会的进步、科技的发展以及注浆设备与技术的广泛推广和应用，地基加固中注浆材料的配方组成、施工技术及使用性能都得到了较大的发展和提高.本课题所研究的水泥－水玻璃双液注浆材料（即C-S双液注浆材料）就是当今建筑工程地基加固中常用的先进注浆材料品种之一.它是以水泥、水玻璃为主剂（必要时加入添加剂），将两者按一定比例分别泵送混合后注入地层的注浆过程［1］.

1 试验原料及仪器设备

1.1 试验原料

本课题所用的主要试验原料及其基本性能参数见表1.

表1 试验原料

1.2 仪器设备

本试验所用的主要仪器设备见表2.

表2 仪器设备

2 试验研究

2.1 试验方案

为了合理控制C-S双液注浆材料浆液的扩散半径、取得良好的注浆封堵效果，并有效降低泵送管道的堵塞现象，C-S双液注浆材料浆液的凝胶时间要进行严格的控制，其凝胶时间与水泥品种、水泥浆稠度（即水灰比W／C）、水玻璃浓度（即波美度0Bé）、水泥浆与水玻璃的体积比、外加剂的种类及掺量，掺合料的种类及掺量等因素有关.本课题试验研究配合比设计为：选定P·O 42.5水泥，水泥浆与水玻璃体积比为1：1，水泥浆 W／C为0.6、0.7、0.8、0.9，水玻璃0Bé为21、25、29、33，组合成16组配比进行凝胶时间的测定.

2.2 实验数据

试验中C-S双液注浆材料设计的配合比及测定的凝胶时间分别见表3和表4.说明：配合比编号中各项符号含义如下：

表3 双液注浆材料的配合比（2L）

C——表示水泥浆；

6、7、8、9——表示水泥浆的水灰比，即 W／C分别为0.6、0.7、0.8、0.9；

V1.0——表示水玻璃体积为水泥浆体积的1.0倍；

S——表示水玻璃；

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

N——表示不添加外加剂、掺合料等.

表4 双液注浆材料的凝胶时间

3 数据分析

3.1 C-S双液注浆材料凝胶时间分析

根据表4中C-S双液注浆材料凝胶时间的数据，可分别做出图1和图2.

图1 不同W／C时0 Bé对凝胶时间的影响

图2 不同0 Bé时W／C对凝胶时间的影响

由图1分析可知：当水泥浆W／C为0.6、0.7及0.9时，C-S双液注浆材料的凝胶时间都是随着水玻璃波美度0Bé的增大而呈现先降低后增大的趋势；当水泥浆 W／C为0.8时，C-S双液注浆材料的凝胶时间随着水玻璃波美度0Bé的增大而呈现先增大后降低的趋势，即水灰比为0.8的时候凝胶时间表现出相反的规律.

由图2分析可知：当水玻璃0Bé为21和25时，C-S双液注浆材料的凝胶时间都是随着水泥浆W／C的增大而呈现基本恒定的趋势；当水玻璃0Bé为29和33时，C-S双液注浆材料的凝胶时间则都是随着水泥浆W／C的增大而呈现变化幅度较大且无明显变化规律的现象.

3.2 C-S双液注浆材料技术经济性分析

C-S双液注浆材料在具备水泥浆单液注浆材料基本优点的前提下，克服了水泥浆单液注浆时凝胶时间较长且不易控制、结石率较低等缺点；且水玻璃具有资源丰富、价格低廉等优点，在建筑工程地基加固中水玻璃和水泥浆等体积配比使用即可节省大量水泥；况且近些年来，C-S双液浆注浆技术在工程实践中得到不断的改进、完善和提高，使其已经具备了相当成熟的施工设备及技术手段.

4 结论和展望

通过对C-S双液注浆材料凝胶时间的测定和对比分析，可以明确发现：向水泥浆中掺入水玻璃可有效的缩短并控制注浆材料的凝胶时间；而且向水泥浆中掺入低波美度（即0Bé为21和25）的水玻璃比掺入高波美度（即0Bé为29和33）的水玻璃更容易控制注浆材料胶凝时间的稳定性.

考虑到目前注浆材料存在的环保问题、耐久性差等缺点，寻求可注性好、渗透性强、价格便宜及施工方便的绿色新型注浆材料将是今后注浆材料研究的主导方向.

［1］JGJ／T 211－2010，建筑工程水泥－水玻璃双注浆技术规程［S］