專利名稱：一種水泥凈漿流動(dòng)性的測(cè)定裝置及測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水泥凈漿流動(dòng)性的測(cè)定裝置及測(cè)定方法，屬于水泥灌漿技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水泥壓力灌漿是基礎(chǔ)工程防滲、加固必須進(jìn)行的工程。通常情況下將水灰比(W/C) ^ 5 I的水泥凈漿視為高水灰比稀漿，W/C彡I I認(rèn)為是低水灰比稠漿。高水灰比稀漿粘度低，相對(duì)易灌，但穩(wěn)定性較差，易出現(xiàn)“架橋”現(xiàn)象，影響灌漿效果。另外，高水灰比稀漿灌入基礎(chǔ)工程的裂隙后，大量富余的水分很難排除，凝固后填充情況不好，且結(jié)石強(qiáng)度也低，嚴(yán)重影響了灌漿的質(zhì)量與耐久性，故壓力灌漿傾向于使用低水灰比的稠漿。對(duì)于稠漿，由于水泥顆粒間、水泥顆粒與裂隙間相互粘結(jié)力較強(qiáng)，不僅漿液的流動(dòng)阻抗大，泵送困難，而且對(duì)裂隙的滲透性也弱。因此，為了提高抗?jié)B、加固的效果，擴(kuò)大灌漿的影響范圍，就必須從改變流體性質(zhì)以及界面性質(zhì)入手，加入表面活性劑或流變劑或減水劑，提高稠漿的流動(dòng)性或滲透性，同時(shí)改善灌漿與加固、抗?jié)B效果。對(duì)于灌漿水泥凈漿的流動(dòng)性，沒有一種合適的測(cè)定方法或表征手段，通常沿用流體性質(zhì)的測(cè)定方法，以粘度的測(cè)定以及穩(wěn)定性試驗(yàn)來間接評(píng)價(jià)流體的流動(dòng)性。但是，無論是粘度測(cè)定，還是穩(wěn)定性試驗(yàn)，主要考察的是水泥顆粒的水化以及顆粒間的相互作用，并沒有考察水泥顆粒與裂隙間的相互作用，若要反映水泥凈漿流體性質(zhì)的差異，往往還需要做粘度隨時(shí)間的變化關(guān)系試驗(yàn)、穩(wěn)定性試驗(yàn)(泌水率)，費(fèi)時(shí)費(fèi)事。其它水泥凈漿應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域同樣存在類似的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于解決上述水泥凈漿流動(dòng)性測(cè)定或表征的不足，提供了一種綜合性考查水泥凈漿粘度以及穩(wěn)定性、水泥顆粒間以及水泥顆粒與裂隙間相互作用，能反映水泥凈漿流動(dòng)性的測(cè)定裝置及測(cè)定方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的該測(cè)定裝置由濕法裝柱系統(tǒng)、凈漿攪拌系統(tǒng)、砂柱滲透系統(tǒng)以及秒表組成；測(cè)定時(shí)，河砂通過濕法裝柱系統(tǒng)裝柱，水泥凈漿或摻有表面活性劑或流變劑或減水劑的水泥凈漿經(jīng)攪拌系統(tǒng)攪拌均勻后，通過砂柱滲透系統(tǒng)自然下滲，同時(shí)計(jì)時(shí)，觀察并記錄水泥凈漿下滲至一定砂層厚度所需的時(shí)間，由水泥凈漿的平均流動(dòng)度(一定砂層厚度，單位時(shí)間的下滲深度)或平均流動(dòng)度以及收集得到的水泥量評(píng)價(jià)水泥凈漿的流動(dòng)性。測(cè)定裝置中的濕法裝柱系統(tǒng)由(I)連接管、(2)吸濾瓶、(3)真空泵構(gòu)成；真空泵為水循環(huán)真空泵或機(jī)械式真空泵；采用機(jī)械式真空泵時(shí)需要在吸濾瓶與真空泵之間增添保護(hù)裝置(緩沖瓶與干燥瓶)。凈漿攪拌系統(tǒng)由(4)高型燒杯、(5)磁攪拌子、(6)磁力攪拌器構(gòu)成。砂柱滲透系統(tǒng)由(7)標(biāo)有刻度且出口具有夸克的層析柱、(8)級(jí)配河砂、(9)上下阻擋層、帶有小漏斗(10)以及通氣管(11)的塞子(12)、(13)燒杯、(14)鐵架臺(tái)、(15)燒瓶夾以及十字夾構(gòu)成；層析柱內(nèi)徑為Φ 20 50mm,直管部分的長(zhǎng)度為200 700mm ;級(jí)配河砂的顆粒大小為Φ0. I 5mm，且河砂必須為同一批經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)砂篩獲得，新鮮且充分洗凈的河砂，或進(jìn)行比較時(shí)使用同一批充分洗凈的河砂；砂層高度100 600mm ;阻擋層為海綿塊或玻璃棉，厚度10 30mm。對(duì)于摻有表面活性劑或流變劑或減水劑的水泥凈漿，若粘度低、穩(wěn)定性好，則水泥凈漿可以快速下滲至下部阻擋層，且出漿的含固量較高；若粘度低，但穩(wěn)定性較差，則水泥凈漿下滲會(huì)較慢，即使可以下滲至底部，由于在砂柱頂部及下滲過程中水泥顆粒的架橋作用，形成“濾餅”，導(dǎo)致水泥凈漿難以繼續(xù)下滲，出漿中的含固量也較低。因此，一般情況下就以平均流動(dòng)度來評(píng)價(jià)水泥凈漿的流動(dòng)性。只有對(duì)平均流動(dòng)度難以區(qū)分，要求較高的情況下才需要改變條件(增大柱長(zhǎng)及砂層高度，或改變河砂級(jí)配)，或以平均流動(dòng)度以及收集得到的水泥量來衡量水泥凈漿的流動(dòng)性。收集得到的水泥量是將燒杯接收的水泥凈漿經(jīng)抽濾、120 200°C烘干、冷卻、稱量獲得。本方法為一種相對(duì)比較法，添加不同的表面活性劑或流變劑或減水劑，水泥凈漿 流動(dòng)性的比較均應(yīng)采用相同的裝柱條件、攪拌條件以及砂柱滲透系統(tǒng)參數(shù)及條件下獲得的平均流動(dòng)度進(jìn)行。


一種水泥凈漿流動(dòng)性的測(cè)定裝置示意圖。I.連接管、2.吸濾瓶、3.真空泵；4.高型燒杯、5.磁攪拌子、6.磁力攪拌器；7.標(biāo)有刻度且出口具有夸克的層析柱、8.級(jí)配河砂、
9.上下阻擋層、10.小漏斗、11.通氣管、12.塞子、13.燒杯、14.鐵架臺(tái)、15.燒瓶夾以及十
字夾
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例I將洗凈的Φ33Χ20πιπι海綿塊推入層析柱7底部并調(diào)整好高度，再將充分洗凈的Φ0. 9 2mm的河砂8連砂帶水倒入柱中，直至一定高度；連接管I與層析柱出口相連，打開真空泵，將河砂抽實(shí)，并補(bǔ)充河砂調(diào)整砂層高度，關(guān)閉真空泵 ’放入Φ 33 X IOmm的海綿塊，塞上帶有小漏斗10及通氣管11的塞子12，加自來水至漫過砂層，再次打開真空泵，將水抽盡并關(guān)閉，如此用自來水處理三次，最后一次抽真空Imin后拔去連接管備用。稱取P. O 42. 5水泥20g，W/C = 1，不加/添加水泥質(zhì)量10A (活性物含量)AES，磁力攪拌5min，立即通過小漏斗10倒入砂柱中，當(dāng)凈漿剛接觸上砂層即計(jì)時(shí)，觀察并記錄水泥凈漿下滲至底部海綿塊或一定高度所需的時(shí)間，計(jì)算水泥凈漿的流動(dòng)度。平行測(cè)定兩到三次，結(jié)果見表I。表I.不添加與添加I % AES,水泥凈漿在不同砂層厚度時(shí)的流動(dòng)度
權(quán)利要求
1.一種水泥凈漿流動(dòng)性的測(cè)定裝置及測(cè)定方法，其特征是該測(cè)定裝置由濕法裝柱系統(tǒng)、凈漿攪拌系統(tǒng)、砂柱滲透系統(tǒng)以及秒表組成；利用該裝置進(jìn)行水泥凈漿流動(dòng)性的測(cè)定時(shí)，河砂通過濕法裝柱系統(tǒng)裝柱，水泥凈漿或摻有表面活性劑或流變劑或減水劑的水泥凈漿經(jīng)攪拌系統(tǒng)攪拌均勻后，通過砂柱滲透系統(tǒng)自然下滲，同時(shí)計(jì)時(shí)，觀察并記錄水泥凈漿下滲至一定砂層厚度所需的時(shí)間，由水泥凈漿的平均流動(dòng)度(一定砂層厚度，單位時(shí)間的下滲深度)或平均流動(dòng)度以及收集得到的水泥量評(píng)價(jià)水泥凈漿的流動(dòng)性。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水泥凈漿流動(dòng)性的測(cè)定裝置，其特征在于測(cè)定裝置中的濕法裝柱系統(tǒng)由(I)連接管、(2)吸濾瓶、(3)真空泵構(gòu)成；真空泵為水循環(huán)真空泵或機(jī)械式真空泵；采用機(jī)械式真空泵需要在吸濾瓶與真空泵之間增添保護(hù)裝置(緩沖瓶、干燥瓶)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水泥凈漿流動(dòng)性的測(cè)定裝置，其特征在于測(cè)定裝置中的凈漿攪拌系統(tǒng)由(4)高型燒杯、(5)磁攪拌子、(6)磁力攪拌器構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水泥凈漿流動(dòng)性的測(cè)定裝置，其特征在于測(cè)定裝置中的砂柱滲透系統(tǒng)由(7)標(biāo)有刻度且出口具有夸克的層析柱、(8)級(jí)配河砂、(9)上下阻擋層、帶有小漏斗(10)以及通氣管(11)的塞子(12)、(13)燒杯、(14)鐵架臺(tái)、(15)燒瓶夾以及十字夾構(gòu)成；層析柱內(nèi)徑為Φ 20 50mm,直管部分的長(zhǎng)度為200 700mm ;級(jí)配河砂的顆粒大小為Φ0. I 5mm,砂層高度100 600mm ;阻擋層為海綿塊或玻璃棉，厚度10 30mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水泥凈漿流動(dòng)性的測(cè)定裝置或權(quán)利要求4所述的砂柱滲透系統(tǒng)中的級(jí)配河砂，其特征在于河砂必須為同一批經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)砂篩獲得，新鮮且充分洗凈的河砂，或進(jìn)行比較時(shí)使用同一批充分洗凈的河砂。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水泥凈漿流動(dòng)性的測(cè)定方法，其特征在于對(duì)于水泥凈漿下滲出柱時(shí)間差不多的體系，流動(dòng)性的評(píng)價(jià)由流動(dòng)度以及收集得到的水泥量?jī)煞矫鏄?gòu)成，或增大柱長(zhǎng)及砂層高度，或改變河砂級(jí)配得到具有區(qū)分度的流動(dòng)度結(jié)果。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水泥凈漿流動(dòng)性的測(cè)定方法或根據(jù)權(quán)利要求6所述的流動(dòng)性的評(píng)價(jià)，其特征在于收集得到的水泥量是將燒杯接收的水泥凈漿經(jīng)抽濾、120 200°C烘干、冷卻、稱量獲得。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水泥凈漿流動(dòng)性的測(cè)定方法，其特征在于本方法為一種相對(duì)比較法，添加不同的表面活性劑或流變劑或減水劑，水泥凈漿流動(dòng)性的比較均應(yīng)采用相同的裝柱條件、攪拌條件以及砂柱滲透系統(tǒng)參數(shù)及條件下獲得的平均流動(dòng)度進(jìn)行。
全文摘要
一種水泥凈漿流動(dòng)性的測(cè)定裝置及測(cè)定方法。該裝置由濕法裝柱系統(tǒng)、凈漿攪拌系統(tǒng)、砂柱滲透系統(tǒng)以及秒表組成。測(cè)定方法是，河砂通過濕法裝柱系統(tǒng)裝柱，水泥凈漿或摻有表面活性劑或流變劑或減水劑的水泥凈漿經(jīng)攪拌系統(tǒng)攪拌均勻后，通過砂柱滲透系統(tǒng)自然下滲，同時(shí)計(jì)時(shí)，觀察并記錄水泥凈漿下滲至一定砂層厚度所需的時(shí)間，由水泥凈漿的平均流動(dòng)度(一定砂層厚度，單位時(shí)間的下滲深度)或平均流動(dòng)度以及收集得到的水泥量評(píng)價(jià)水泥凈漿的流動(dòng)性。
文檔編號(hào)G01N11/00GK102778419SQ20121022449
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者劉瑛, 商少明, 孫芳, 孫雪婷, 宋健, 朱振中, 陳新 申請(qǐng)人:江南大學(xué)