酸性水玻璃化学注浆材料的实验研究及注浆工艺设计

论文摘要

注浆技术是岩土工程学的一个分支,属于地基处理的范畴。注浆法出现于19世纪初,采用注浆技术以解决土建工程中有关技术难题,至今已有一个多世纪的历史。随着注浆技术的广泛应用,注浆材料也得到了较大的发展。目前在工程中得到广泛应用的注浆材料主要有水泥类浆材、粘土固化浆材、水玻璃类浆材等。现在,对浆材的性能要求也越来越高,寻求价格便宜、无污染、渗透性强、可注性好、固结强度较高、凝胶时间易于控制和施工方便等综合性能指标高及成本较低的绿色新型注浆材料是材料界和工程界研究开发的共同课题。许多科研单位都对新型注浆材料进行了研究并取得了一定成果,但涉及酸性水玻璃—碳酸钙这一化学注浆材料研究的则比较少,对其研究深度还有待于深入。本文主要研究内容和成果如下:对浆材的凝胶时间进行了较为详细的实验研究。较为全面的掌握了不同配比下该浆材的凝胶时间,运用化学知识,对影响其凝胶时间的因素以及浆液凝胶时间可调性较差的原因进行了深入的分析。对浆材的固砂体强度进行了较为详细的实验研究。通过实验,较为全面的掌握了浆材在不同配比下、不同龄期的固砂强度值以及该值与时间的关系,对影响试件强度的主要因素也做了分析研究。根据该浆材的综合性能,结合酸性水玻璃在实际工程中应用的经验,对该浆材的适用范围做了合理探讨:地基（砂土层）的加固、高速公路病害的处理及充填堵水注浆等方面。根据该浆材的综合性能,对浆材应用于地基（砂土层）加固工程做了较为详细的注浆工艺设计。其中主要包括了对碳酸钙原料选用、现场浆液配制时所应注意问题、对浆液配制时所产生的CO2的利用的初步探讨以及注浆效果的检测手段。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 注浆技术的发展历史、现状和趋势
• 1.2.1 国外注浆技术的发展史
• 1.2.2 国内注浆技术的发展史
• 1.2.3 注浆技术的发展趋势
• 1.3 注浆技术分类、应用范围及注浆材料
• 1.3.1 注浆技术施工方法的分类
• 1.3.2 注浆技术的应用范围
• 1.3.3 注浆材料的分类及适用范围
• 1.3.4 水玻璃类化学注浆材料的优点与不足
• 1.4 课题的来源及本文的研究意义
• 1.5 本文的研究内容与目标
• 第二章 水玻璃概述
• 2.1 水玻璃的基本性质及分类
• 2.1.1 水玻璃的定义和重要参数
• 2.1.2 水玻璃的性质
• 2.1.3 水玻璃的生产以及使用中的注意事项
• 2.1.4 水玻璃的安全性
• 2.1.5 水玻璃的分类
• 2.1.6 水玻璃类浆液简要介绍
• 2.1.7 酸性水玻璃
• 2.2 水玻璃的胶凝机理
• 2.2.1 水玻璃的凝胶过程
• 2.2.2 水玻璃胶凝机理的两种观点
• 2.2.3 影响水玻璃凝胶的因素
• 第三章 浆材凝胶时间实验研究
• 3.1 凝胶时间测定的必要性
• 3.2 实验器材的准备
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验仪器
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 水玻璃模数的测定与调整
• 3.3.2 比重的测定方法
• 3.3.3 凝胶时间的测定方法
• 3.3.4 凝胶时间测试的步骤
• 3.4 实验数据分析
• 3.5 对比实验分析
• 3.5.1 水玻璃—氯化钙浆液
• 3.5.2 水玻璃—乙二醛浆液
• 3.5.3 实验数据对比分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 浆材抗压强度实验研究
• 4.1 抗压强度实验的必要性
• 4.2 浆液塑性强度实验
• 4.2.1 实验仪器及实验原理
• 4.2.2 实验的操作步骤
• 4.3 实验数据处理与分析
• 4.3.1 实验数据处理
• 4.3.2 实验数据分析
• 4.4 对比实验数据及分析
• 4.5 浆液的固砂强度实验
• 4.5.1 实验原理
• 4.5.2 实验步骤
• 4.5.3 实验数据
• 4.6 本章小结
• 第五章 注浆工艺设计
• 5.1 浆材适用工程范围探讨
• 5.2 酸性水玻璃—碳酸钙浆材在地基加固中的注浆工艺设计
• 5.2.1 注浆工艺设计分析
• 5.2.2 注浆工艺流程设计
• 5.2.3 注浆效果检测
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论及展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果