水泥浆液流变性试验研究

《水泥浆液流变性试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、材料应用水泥浆液流变性试验研究杜伟（冶金工业部华东勘察基础工程总公司，安徽合肥230088）摘要：研究了水泥浆液、水泥粘土浆液及水泥复合浆液的粘度、动切力随时间的变化关系、析水率与水灰比的关系以及在一定压力下浆液的压时间和滤失量与水灰比之间的关系。另外，对不同水灰比的流态进行了研究。关键词：水泥浆液；粘度；动切力；滤失量；滤水时间中图分类号：TQ172.1文献标识码：A文章编号：1674―3024（2015）07―07―03前言水灰比在0.5～0.8之间的单液水泥浆为粘塑性流体，水注浆浆液包括水泥基浆液和化学浆液两大类。其中，水泥浆

2、灰比大于0.9的单液水泥浆、水灰比为0.75的粘土浆液和水灰液分为单液水泥浆、水泥黏土浆液和水泥复合浆液等几种。水泥比为1.0的水泥复合浆液属于牛顿流体浆液。浆可应用于湿陷性黄土的加固、大坝基岩和岩溶地层的高压注浆不同水灰比剪切速率-剪切应力曲线图加固和防渗、高层建筑物的纠偏、深基坑支护和防渗等工程领域。120灌浆过程中，浆液的流变性直接灌浆效果的好坏，它影响着浆液100t值在地层中的扩充范围。而且影响浆液的可注性的因素有浆液的80流变性和地层情况，在渗透注浆中是利用一定的压力将浆液压渗6040到土层孔隙和岩体裂隙中，并且扩散到较远

3、的孔隙和裂隙中。浆20液的流变性正是反映浆液在外力作用下的流动性，浆液的流动性0越好，浆液流动过程中压力损失越小，浆液在岩土中扩散的越远。-200020040060080010001200[1]剪切速率（1/s）反之浆液流动过程中压力损失越大，浆液不易扩散。流动性主λ＝0.5的水泥浆λ＝0.7的水泥浆要看粘度和灌浆过程中的压力损失大小。λ＝0.6的水泥浆λ＝0.8的水泥浆λ＝0.9的水泥浆1试验原材料、仪器和试验原理λ＝1.0的水泥浆λ＝2.0的水泥浆λ＝0.75的水泥粘土浆液λ＝1.0的水泥复合浆液1.1原材料图1水泥浆液的τ−γ

4、曲线图（1）水泥：32.5RP.O鼎鹿牌普通硅酸盐水泥；（2）粘土：辽宁黑山膨润土；牛顿流体的流变方程表达式为（3）减水剂：UNF减水剂；τ=μ×γ。3（4）水玻璃：波美度40，密度1.4g/cm；τ式中：—剪切应力（单位面积上的内摩擦力），Pa；（5）偏磷酸盐：μ—牛顿粘度或动力粘度，粘度系数Pa.s，；（6）拌和用水：自来水。γ-1—剪切速率或流速梯度，s。1.2试验仪器ZNN-D6型电动六速旋转粘度计τμ=n1.3试验原理γ（1）流变性能曲线（τ−γ曲线）τ式中：—剪切应力（单位面积上的内摩擦力），Pa；−1μγ=1.7N(N

5、−转速，转/分；γ−剪切速率，s)n—浆液的表观粘度，Pa.s；τ=0.51φ(φ,φ,φ,φ,φ,φ)36100200300600γ-1—剪切速率或流速梯度，s。（2）浆液粘度（ηp）、动切力（τd）随时间变化的性能粘塑性流体的流边方程表达式为：每隔一定时间测试φ300,φ600的读数，然后计算ηp和τdτ=τ0+μp×γηp=φ600−φ300（×10−3Pa⋅s）式中：τ—剪切应力（单位面积上的内摩擦力），Pa；μp—牛顿粘度或动力粘度，粘度系数，Pa.s；τ=2φ−φ−1d300600（×10Pa）γ-1—剪切速率或流速梯度

6、，s。τ2试验成果分析0—浆液的动切力，Paτμ=μ+0流变学（Rheology）是研究在外力作用下材料流动与变形npγ0的科学，即包括液体、气体和固体的流变学。是研究随时间变化中物体弹性应变，塑性变形和粘性流动的特性。对新搅拌的式中：τ—剪切应力（单位面积上的内摩擦力），Pa；μ水泥浆，主要是研究它的粘性和动切力随时间的变化的性质。n—浆液的表观粘度，Pa.s；浆液的流变性是指浆液在外力作用下流动变形的特性。流γ—剪切速率或流速梯度，s-1动性主要看粘度和灌浆过程中的压力损失大小。压力损失越小，μp—牛顿粘度或动力粘度，粘度系数，

7、Pa.s；流变性越好，粘度越小，流变性也越好，浆液扩散也就越远。以上四个公式均来自参考文献[1]。流动性是指浆液在一定压力下流动的难易程度，流动的本质是2.2粘度与时间的关系（粘时效应）取决于流变性，也就是在灌浆过程中，浆液颗粒之间和浆液与水泥浆的粘度是浆液在流动时，浆液内的内摩擦阻力的反灌浆介质之间产生的摩擦阻力的大小和类型。只有克服了浆液映，内摩擦阻力包括浆液内颗粒之间的相互作用力、液体分子颗粒之间和浆液与介质之间阻力，浆液才能向地层扩散流动。之间的内摩擦力和液体分子与固体颗粒之间的内摩擦力的一种2.1切力与剪切速率的关系指标等

8、。在水泥浆内，水泥在不断地发生水化反应，所以其粘建筑建材装饰7材料应用度随时间的变化关系图：水灰比2.0的粘度-时间曲线图水泥粘土浆液的粘度-时间曲线图水灰比0.5的粘度-时间曲线图水灰比0.6的粘度-时间曲线图60100405020