论文部分内容阅读
传统水泥-水玻璃双液注浆材料凝胶迅速,工作性能良好,被广泛应用于填充、加固、防水堵漏等工程中。但在富水环境下,其结构稳定性和抗水溶蚀性较差,易被水侵蚀溶解,强度损失严重。本文针对以上问题,依托武汉长江隧道工程,研究制备出了一种新型工业废渣双液注浆材料,不仅凝胶时间可调、强度高、工作性能好,还克服了水泥-水玻璃浆液耐久性能差、成本昂贵等缺点。论文结合水泥-水玻璃双液注浆材料快速胶凝、抗水分散性能好和碱激发硅铝质胶凝材料耐久性好的特点,提出了抗水分散和抗水溶蚀双液注浆材料的理想结构模型和设计方法。论文选择含C3S、C2S和高活性硅铝质成分的物质作原料,加入定量的水混合均匀成A液,然后与碱性激发剂(B液)混合,C3S、C2S在碱激发剂的作用下迅速水化生成CSH凝皎,随后硅铝质成分中Si-O、Al-O键在碱性环境下溶解、重构,与Na+、Ca2+等结合,形成类沸石凝胶。随着水化产物的不断增多,类沸石凝胶与CSH凝胶相互交织和连生,填充结石体孔隙,结石体结构逐渐形成和增强。SEM、XRD等分析表明,主要水化产物为CSH凝胶和无定型网络结构的类沸石凝胶物质[(Na,Ca)-Si-Al-H]。论文对新型工业废渣双液注浆材料的工作性能、物理力学性能和耐久性能进行了研究,结果表明:浆液具有良好的稳定性、流动性和可注性,凝胶时间在几秒到几十分钟可调,结石体28d抗压强度超过20MPa,并随时间延长强度持续增长;通过测试浆液结石体浸渍水溶液中Na+溶出量、pH值、EC、TDS及质量损失和强度损失等来表征其抗水溶蚀性能,采用砂浆渗透仪和椭圆环收缩开裂试验对其抗渗和抗裂性能进行了研究,结果表明其抗水溶蚀和抗渗性能均优于水泥-水玻璃双液注浆材料,两者抗裂性能相当。论文在对新型工业废渣双液注浆材料组成、结构及性能研究的基础上,对其在工程应用中的关键技术也进行了研究,并在武汉长江隧道注浆工程中得到了实际应用。经济技术评价结果表明,新型工业废渣双液注浆材料是一种利废、节能、低成本、低污染的新型绿色注浆材料,在岩土工程、隧道施工、地基补强、路基填充、堵水防漏等工程建设中具有广阔的应用前景。