成都地铁3号线土建工程5标砂浆性能.docx

成都地铁3号线二三期工程土建5标

成都地铁3号线二三期工程土建5标

砂浆性能试验检测报告

中铁隧道股份有限公司
成都地铁3号线二三期工程土建5标

2016年 10月

目录
一、工程概况 - 1 -
二、同步注浆技术交底 - 2 -
三、检测设备与试验方法介绍 - 3 -
四、砂浆性能测试 - 4 -
4.1砂浆配合比 - 4 -
4.2砂浆比重测定 - 4 -
4.3.砂浆收缩率测定 - 6 -
4.4 砂浆稠度测量 - 7 -
五、砂浆掺和水玻璃性能检测 - 8 -
5.1.水玻璃介绍 - 8 -
5.2砂浆掺和水玻璃性能检测试验 - 9 -

- 12 -

一、工程概况
本标段区间包含龙桥路站～双凤桥站（含区间风井）～武青南路站区间，总长度7902.02单线延米。线路出龙桥路站后沿双楠大道向东北行进，到达双凤桥站。出双凤桥站后线路沿武兴路东行，进入优博国际附近的武青南路站。区间采用4台盾构掘进，11#、12#盾构机于龙桥路站大里程始发向双凤桥站方向掘进，在双凤桥站小里程吊出；13#、14#盾构机于双凤桥站大里程始发向武青南路站方向掘进，在武青南路站小里程吊出。

二、同步注浆技术交底
（1）同步注浆施工顺序
搅拌站拌制浆液→浆液运输→泵入注浆箱→同步注浆
（2）浆液采用材料
本工程同步注浆浆液材料有：水、水泥、粉煤灰、细砂、膨润土。搅拌站严格按照施工配合比拌制。
根据盾构施工经验，同步注浆初步拟采用上表所示的配比。在施工中，根据地层条件、地下水情况及周边条件等，通过现场试验优化确定。同步注浆浆液的主要物理力学性能指标如：
①胶凝时间：一般为3～10h，根据地层条件和掘进速度，通过现场试验加入促凝剂及变更配比来调整胶凝时间。对于强透水地层和需要注浆提供较高的早期强度的地段，可通过现场试验进一步调整配比和加入早强剂，进一步缩短胶凝时间。
②固结体强度：一天不小于0.2MPa，28天不小于2.5MPa。
③浆液结石率：>95%，即固结收缩率<5%。
④浆液稠度：8～12cm。
⑤浆液稳定性：倾析率（静置沉淀后上浮水体积与总体积之比）小于5%。
（4）浆液质量要求
a.浆液的稠度、和易性、均匀性、含粒状杂物的最大粒径均符合规范的技术要求。
b.拌制后的浆液要易压送，在运输过程中不离析、不沉淀。
（5）同步注浆施工技术要求
①注浆操作规程
a.注浆作业人员须经专门培训，并熟悉有关操作注意事项；
b.注浆作业须与盾构推进同步进行，浆液注入量应同掘进速度相适应，每段隧道推进前应作明确规定并严格执行；
c.作业人员须随时观察注浆工况。控制好注浆压力和方量，并应与盾构操作者保持联系；

三、检测设备与试验方法介绍
3.1 NB-1型泥浆比重仪
本仪器使用时，须将泥浆注入泥浆杯内，齐平杯口位置，不要留有气泡，将杯盖轻轻盖上，多余的泥浆与空气从小孔中排出，再将溢出的泥浆揩刷干净，然后把杠杆的主刀口放在主刀口的坐垫上，将砝码换换移动，当水泡位于中央状态，砝码左侧显示刻度，纪委泥浆比重
3.2 1006型泥浆粘度计
在测定粘度之前，先将粘度计用水冲刷干净，再在化验用的泥浆搅拌机中，把泥浆搅拌一分钟，然后用量杯将500及200毫升的泥浆通过筛网注入粘度计，其流出口用手堵住不使流出。
测量时将500毫升的量杯至于流出口下，当放开堵出口的手指时，同时开动停表，待泥浆流满500毫升量杯，达到他边缘时，在按动停表，记下泥浆流出时间。
3.3试验仪器准备
试验仪器: NB-1型泥浆比重仪、1006型泥浆粘度计、1L量筒、0.5L量筒、电子秤、三个搅拌容器、量杯
仪器使用前应清洗拭干水分并进行校准，方可进行试验检测。

1006型泥浆粘度计
NB-1型泥浆比重仪

量杯
0.5L、1L 量筒

四、砂浆性能测试
4.1砂浆配合比
本项目砂浆配合比原材采用水泥、粉煤灰、膨润土、细砂、水。经现场取样，该配合比砂浆初凝为4-5小时，终凝8小时，砂浆和易性良好。 配合比见附表一
砂浆配合比
材料名称
规格型号
生产厂家
用量（kg）
水泥
P C32.5R
四川峨胜水泥集团股份有限公司
220
粉煤灰
F类/Ⅱ级
成都慧利投资有限公司
330
河砂
特细
成华区兴玲建材经营部
750
膨润土
钙基
绵阳堃山矿业有限公司
40
水
自来水

480

拌制砂浆
4.2砂浆比重测定
使用泥浆比重计（NB-1型）测定该配合比的砂浆比重为1.87kg/m³、1.88 kg/m³（两次测定），使用量筒（1L）及电子秤计算出砂浆比重为1.9kg/m3。
比重仪测定砂浆比重
质量体积法测量比重

4.3.砂浆收缩率测定
采用1L量筒装满砂浆，砂浆凝固前重量分别为1.9kg，凝固后重量为1.86kg，质量损失约0.04kg，收缩的凹槽使用量杯加水，加水40ml。因此，砂浆体积收缩率为4%,干砂浆比重为1.86kg/m3。

4.4 砂浆稠度测量
采用泥浆粘度计（1006型）测量砂浆稠度，该配合比砂浆稠度为25s。

五、砂浆掺和水玻璃性能检测
5.1.水玻璃介绍
常用的水玻璃分为钠水玻璃和钾水玻璃两类，俗称泡花碱。钠水玻璃为硅酸钠水溶液，分子式为Na2O·nSiO2。钾水玻璃为硅酸钾水溶液，分子式为K2O·nSiO2。土木工程中主要使用钠水玻璃。当工程技术要求较高时也可采用钾水玻璃。优质纯净的水玻璃为无色透明的粘稠液体，溶于水。当含有杂质时呈淡黄色或青灰色。
钠水玻璃分子式中的m称为水玻璃的模数，代表Na2O和SiO2的摩尔比，是非常重要的参数。n值越大，水玻璃的粘度越高，但水中的溶解能力下降。当n大于3.0时，只能溶于热水中，给使用带来麻烦。n值越小，水玻璃的粘度越低，越易溶于水。土木工程中常用模数n为2.6～2.8，既易溶于水又有较高的强度。
我国生产的水玻璃模数一般在2.4～3.3之间。水玻璃在水溶液中的含量（或称浓度）常用密度或者波美度表示。土木工程中常用水玻璃的密度一般为1.36～1.50g/cm³，相当于波美度38.4～48.3 。密度越大，水玻璃含量越高，粘度越大。
水玻璃通常采用石英粉（SiO2）加上纯碱（Na2CO3），在1300～1400℃的高温下煅烧生成液体硅酸钠 ，从炉出料口流出、制块或水淬成颗粒。再在高温或高温高压水中溶解，制得溶液状水玻璃产品。
水玻璃的凝结固化
水玻璃在空气中的凝结固化与石灰的凝结固化非常相似，主要通过碳化和脱水结晶固结两个过程来实现。
随着碳化反应的进行，硅胶含量增加，接着自由水分蒸发和硅胶脱水成固体而凝结硬化，其特点是：
1．速度慢。由于空气中CO2浓度低，故碳化反应及整个凝结固化过程十分缓慢。
2．体积收缩。
3．强度低。
为加速水玻璃的凝结固化速度和提高强度，水玻璃使用时一般要求加入固化剂氟硅酸钠，分子式为Na2SiF6。
氟硅酸钠的掺量一般为12%～15%。掺量少，凝结固化慢，且强度低；掺量太多，则凝结硬化过快，不便施工操作，而且硬化后的早期强度虽高，但后期强度明显降低。因此，使用时应严格控制固化剂掺量，并根据气温、湿度、水玻璃的模数、密度在上述范围内适当调整。即：气温高、模数大、密度小时选下限，反之亦然。

5.2砂浆掺和水玻璃性能检测试验
砂浆：水玻璃
水玻璃：水
凝结时间
平均值
备注
1:1
1:1
0′56″
0′56″

0′58″
1:0
1′05″
1′05″

1′04″
5:1
1:1
1′03″
1′02″

1′01″
1:0
0′57
0′58

0′59
10:1
1:1
0′52
0′51

0′50
1:0
0′45
0′47

0′48
试验过程:
先按照配比将水玻璃与水混合测定其波美度，用量杯称量砂浆再将其与配制好的水玻璃溶液按比例

测定波美度值
婆梅式比重计

(1) 水玻璃+水1：1、砂浆+水玻璃为1:1充分搅拌
使用量杯取砂浆1000ml，稀释水玻璃100ml，加入桶内充分搅拌，两次试验均在55s～60s间迅速凝固

(2) 水玻璃+水1：0、砂浆+水玻璃为1:1充分搅拌
使用量杯取砂浆1000ml，纯水玻璃100ml，加入桶内充分搅拌，两次试验均在60～65s间迅速凝固

(3) 水玻璃+水1：1、砂浆+水玻璃为5:1充分搅拌
使用量杯取砂浆1000ml，纯水玻璃100ml，加入桶内充分搅拌，两次试验均在60～65s间迅速凝固

(4) 水玻璃+砂浆1：0、砂浆+水玻璃为5:1充分搅拌
使用量杯取砂浆1000ml，纯水玻璃100ml，加入桶内充分搅拌，两次试验均在55s～60s间迅速凝固

(5) 水玻璃+砂浆1：1、砂浆+水玻璃为10:1充分搅拌
使用量杯取砂浆1000ml，纯水玻璃100ml，加入桶内充分搅拌，两次试验均在50～55s间迅速凝固

(6) 水玻璃+砂浆1：0、砂浆+水玻璃为10:1充分搅拌
使用量杯取砂浆1000ml，纯水玻璃100ml，加入桶内充分搅拌，两次试验均在45～50s间迅速凝固