張 毅，鄧邊員，張延杰，桂 躍

(1.昆明理工大學(xué)建筑工程學(xué)院，昆明 650500；2.云南建投基礎(chǔ)工程有限責(zé)任公司，昆明 650500)

0 引 言

我國可溶性碳酸鹽巖分布面積達(dá)3.44×106km2，占國土面積的1/3以上[1]。由于地下水和地表水的長期溶蝕作用，灰?guī)r地區(qū)常不規(guī)則分布大量土洞、溶洞和溶隙等不連續(xù)地質(zhì)體，是工程建設(shè)中的不良地質(zhì)，主要表現(xiàn)為對(duì)地基穩(wěn)定性的影響和巖溶涌水對(duì)地下工程的危害等[1-2]。

注漿填充技術(shù)具有操作簡便、對(duì)周邊環(huán)境影響小以及治理效果好等優(yōu)勢(shì)，在巖溶治理中被廣泛應(yīng)用[3]。注漿材料選擇是決定治理效果及成本的關(guān)鍵因素。工程中常用水泥漿、水泥砂漿、黏土-水泥漿及化學(xué)材料等傳統(tǒng)注漿材料。例如，宜萬線巖溶、巖溶水極其發(fā)育，部分隧道施工中采用了徑向注漿處理、超前預(yù)注漿處理等，注漿材料為水泥漿、超細(xì)水泥漿單液漿或水泥-水玻璃雙液漿等，取得了較好的治理效果[4]。洛湛鐵路中，采用了黏土固化漿液對(duì)長度約2.1 km路基的巖溶洞穴進(jìn)行水平注漿加固，節(jié)約材料成本250多萬元[5]。某些工程中，為應(yīng)對(duì)特殊地質(zhì)環(huán)境，一些新型注漿材料陸續(xù)被研發(fā)出來。例如，一種新型高分子材料——馬麗散系列注漿材料[6]被證明在巖溶裂隙加固止水治理上，尤其在高壓突水封堵治理方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，效果優(yōu)于超細(xì)水泥、水泥-水玻璃、脲醛樹脂等注漿材料。在富水巖溶地區(qū)盾構(gòu)施工，要求注漿加固體不能出現(xiàn)軟硬不均，以免導(dǎo)致盾構(gòu)偏離軸線、刀盤崩裂，且強(qiáng)度不能太高或太低，避免出現(xiàn)磨損刀盤、刀具或掌子面失穩(wěn)等問題，一種環(huán)保型可控膏狀注漿材料[3,7]被研發(fā)并成功應(yīng)用?？傮w而言，針對(duì)傳統(tǒng)水泥基注漿材料性能的改進(jìn)及新型材料的研發(fā)應(yīng)用，是目前注漿技術(shù)發(fā)展中的熱點(diǎn)課題之一。

巖溶地區(qū)高層建筑基礎(chǔ)工程中，當(dāng)巖溶塌陷問題不突出時(shí)，通常會(huì)直接采用樁基礎(chǔ)而不進(jìn)行地基注漿處理。但是，在未預(yù)先處理的巖溶地層進(jìn)行灌注樁施工時(shí)，混凝土易從溶洞、溶槽、節(jié)理裂隙中流失，導(dǎo)致充盈系數(shù)大、斷樁、樁身孔洞等。注漿法雖然可以有效改善這些問題，但采用傳統(tǒng)注漿材料不但成本高且性能過剩。因此，有針對(duì)性的研發(fā)成本低、原料簡單易得、施工簡便的新型注漿材料具有重要工程實(shí)際意義。本文以具體工程為依托，提出利用紅黏土棄渣制備巖溶區(qū)注漿材料，對(duì)其最優(yōu)配比及材料性能進(jìn)行了研究。

1 依托工程概況

場地位于云南省昆明市大板橋鎮(zhèn)(E102°51′38″，N25°2′23″)寶象河河谷內(nèi)，地面標(biāo)高1 945 m，用地面積約90 933.3 m2，表層為厚0.3～3.0 m的紅黏土，之下為0.3～4.0 m的卵礫石層，下伏基巖為石灰?guī)r偶夾白云巖。巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，勘察期間見洞率達(dá)78%以上，最大揭露洞徑達(dá)21.5 m。擬建18棟高層建筑，設(shè)計(jì)一層地下室，φ800 mm旋挖鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。雖然樁位盡量避開了巖溶強(qiáng)烈發(fā)育區(qū)，但在樁基施工中仍出現(xiàn)較嚴(yán)重的問題：一是混凝土灌注施工充盈系數(shù)普遍過大，有些甚至達(dá)到了幾十；二是斷樁、樁身孔洞等質(zhì)量問題(見圖1)。

圖1 巖溶區(qū)鉆孔灌注樁施工質(zhì)量問題Fig.1 Construction quality problems of bored pile in karst area

在樁基施工前，預(yù)先對(duì)樁孔區(qū)域一定范圍進(jìn)行注漿填充能有效解決上述問題。本工程中，注漿處理主要目的是填充巖溶孔洞、溶溝、溶槽及裂隙等，防止樁基混凝土灌注過程中出現(xiàn)流失，不要求漿液有顯著的膠結(jié)加固松散圍巖以及防滲堵水效果。因此，水泥漿、水泥砂漿等傳統(tǒng)注漿材料就顯得性能過剩了。比如，巖溶水養(yǎng)護(hù)條件下改性水泥-水玻璃漿液7 d強(qiáng)度高達(dá)3.1～9.1 MPa，28 d強(qiáng)度達(dá)11.3～18.7 MPa[8],大規(guī)模使用這些注漿材料成本也不容易接受。另一方面，考慮到現(xiàn)場場平及樁孔開挖產(chǎn)生的大量紅黏土棄渣需要妥善處理。鑒于此，本文提出利用紅黏土棄渣制備新型注漿材料的新思路。

該注漿材料具備何種特性才能滿足本工程的要求尚無具體標(biāo)準(zhǔn)，在參考前人研究成果基礎(chǔ)上，結(jié)合工程特點(diǎn)，筆者認(rèn)為應(yīng)該滿足以下幾個(gè)指標(biāo)：

(1)流動(dòng)性方面，流動(dòng)度200～250 mm，泌水率不高于5%，滿足泵送施工要求。

(2)強(qiáng)度方面，僅需保證樁孔中的結(jié)石體不出現(xiàn)垮塌和縮頸，漿液結(jié)石體7 d齡期無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于40 kPa，28 d強(qiáng)度不小于80 kPa。

(3)填充性方面，漿液填充效果是比較關(guān)鍵的性能，如果結(jié)石體收縮過大，勢(shì)必留下孔隙，則灌注樁施工時(shí)，混凝土仍有跑漏的可能，影響成樁質(zhì)量。因此，要求結(jié)石率不低于95%。

2 實(shí) 驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)材料

紅黏土棄渣取自依托工程，深度1.0～3.0 m，人工粉碎后過0.5 mm篩，其物理指標(biāo)及礦物成分見表1，測試方法參考《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50123—2019)相關(guān)要求。水泥為42.5R普通硅酸鹽水泥，性能符合《通用硅酸鹽水泥》(GB 175—2007)要求；粉煤灰采用Ⅱ級(jí)粉煤灰，細(xì)度為16%，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%；試驗(yàn)所用水玻璃模數(shù)為3.1，密度為1.38 g/cm3；試驗(yàn)用水采用自來水。由于后續(xù)試驗(yàn)中試樣需在巖溶水中養(yǎng)護(hù)，從依托工程現(xiàn)場取巖溶水樣進(jìn)行了成分測定，如表2所示。

表1 紅黏土性能測試結(jié)果Table 1 Test results of red clay properties

表2 巖溶水的主要成分Table 2 Main components of karst water

選取因素A：水土比w∶s(水的質(zhì)量與紅黏土棄渣質(zhì)量比)、因素B：水泥摻量ac(占紅黏土+水總質(zhì)量的比例)、因素C：粉煤灰摻量af(占紅黏土+水總質(zhì)量的比例)、因素D：水玻璃摻量as(占紅黏土+水總質(zhì)量的比例)為影響因素，設(shè)計(jì)四因素四水平正交試驗(yàn)(參照L16(44)表格)，見表3。

表3 正交試驗(yàn)因素與水平Table 3 Factor and level of orthogonal experiment

注漿材料制備流程(見圖2)：先將紅黏土與水拌和，放置12 h；之后在土漿中加入水泥并充分?jǐn)嚢? min，再按比例加入粉煤灰、水玻璃后攪拌大約10 min。

圖2 注漿材料制備流程示意圖Fig.2 Schematic of grouting material fabrication process

圖3 注漿材料性能測試流程Fig.3 Performance testing process of grouting material

2.2 測試方法

為了評(píng)估注漿材料各項(xiàng)性能，對(duì)其流動(dòng)性、凝結(jié)時(shí)間、泌水率、結(jié)石率和強(qiáng)度等進(jìn)行測試，流程如圖3所示。

2.2.1 流動(dòng)度測試

參照《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》(GB/T 8077—2012)，采用截錐圓模測試制漿3 min后的漿液流動(dòng)度。

2.2.2 凝結(jié)時(shí)間測試

依據(jù)《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》(GB/T 1346—2011)，采用凈漿標(biāo)準(zhǔn)稠度及凝結(jié)時(shí)間測定儀測定不同配比漿液的初凝時(shí)間、終凝時(shí)間。

2.2.3 泌水率測試

參照《水泥泌水性試驗(yàn)方法》(JC/T 2153—2012)，計(jì)算靜置3 h后漿液表面的泌水率(見式(1))。

(1)

式中：α為泌水率；V1為析出水體積；V為漿液初始體積。

2.2.4 結(jié)石率測試

將高20.0 mm、直徑61.8 mm的環(huán)刀水平放置于墊有濾紙的透水石上，倒入配好的漿液并將環(huán)刀表面抹平，測定試樣初始體積，分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)和巖溶水養(yǎng)護(hù)，測定養(yǎng)護(hù)3 d后的結(jié)石體積，漿液結(jié)石體積與漿液初始體積的比值即為結(jié)石率(見式(2))。

(2)

式中：β為結(jié)石率；V2為漿液養(yǎng)護(hù)3 d后的結(jié)石體積；V為漿液初始體積。

2.2.5 強(qiáng)度測試

參照《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50123—2019)，將試樣制成圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試塊(直徑39.1 mm、高度80.0 mm)，分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)和巖溶水養(yǎng)護(hù)，采用應(yīng)變控制式無側(cè)限壓縮儀測定養(yǎng)護(hù)7 d和28 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。

3 結(jié)果與討論

3.1 各因素對(duì)漿液流動(dòng)度的影響

流動(dòng)度體現(xiàn)了漿液的擴(kuò)散性能，是衡量和易性的重要指標(biāo)[9]，對(duì)漿液的可泵性與可注性也有一定的影響。流動(dòng)度過大，漿液含水率高，且遇水容易分散，不利于漿體的凝結(jié)，凝結(jié)后的強(qiáng)度低；流動(dòng)度過小，漿液流動(dòng)困難，無法有效填充空洞和裂隙[10]。

對(duì)影響漿液流動(dòng)度的各因素水平求極差，結(jié)果見表4。可以看出，A因素(水土比)的極差最大，其次是B因素(水泥摻量)，最后是C因素(粉煤灰摻量)和D因素(水玻璃摻量)，各因素對(duì)漿液流動(dòng)度影響的主次順序?yàn)锳?B>C>D，說明水土比是影響漿液流動(dòng)度的主要因素，實(shí)際工程中應(yīng)主要通過控制水土比來控制漿液的流動(dòng)性。

表4 漿液流動(dòng)度測試結(jié)果Table 4 Results of slurry fluidity tests

3.2 各因素對(duì)漿液凝結(jié)時(shí)間的影響

漿液凝結(jié)時(shí)間影響注漿材料的可操作性與可泵性，同時(shí)在很大程度上影響了漿液擴(kuò)散范圍以及注漿工藝選擇[9]。漿液凝結(jié)時(shí)間不僅需要滿足注漿施工的要求，還需盡快硬化達(dá)到一定的強(qiáng)度。凝結(jié)時(shí)間太短，不利于泵送與施工操作；凝結(jié)時(shí)間太長，不利于控制漿液擴(kuò)散范圍，無法有效填充巖溶通道。結(jié)合采空區(qū)注漿施工經(jīng)驗(yàn)，漿液初凝時(shí)間不小于12 h，終凝時(shí)間不大于36 h[10]。

對(duì)影響漿液凝結(jié)時(shí)間的各因素每個(gè)水平求極差，結(jié)果見表5?？梢钥闯?，對(duì)漿液的初凝時(shí)間，A因素(水土比)的極差最大，其次是B因素(水泥摻量)，再次是D因素(水玻璃摻量)和C因素(粉煤灰摻量)，各因素對(duì)初凝時(shí)間影響的主次順序?yàn)锳>B>D>C。對(duì)于漿液的終凝時(shí)間，與初凝時(shí)間不同的是，C因素(粉煤灰摻量)的極差大于D因素(水玻璃摻量)，各因素對(duì)漿液終凝時(shí)間影響的主次順序?yàn)锳>B>C>D。綜合來看，水土比是影響漿液初凝、終凝時(shí)間的主要因素，其次是水泥摻量，水玻璃摻量和粉煤灰摻量對(duì)凝結(jié)時(shí)間的影響較小。

3.3 各因素對(duì)漿液泌水率的影響

漿液泌水性是由漿液中的顆粒沉降和體積收縮引起的，漿液靜置時(shí)，在重力作用下，漿液中的粗顆粒先于細(xì)顆粒下沉，沉降穩(wěn)定后在漿液表面析出一層清水，工程上將2 h內(nèi)泌水率小于5%的漿液稱為穩(wěn)定漿液[11]。漿液的泌水率是影響漿液性能的重要因素，泌水率過大，不僅影響漿液的黏度和流動(dòng)規(guī)律，降低漿液擴(kuò)散半徑，而且在停止注漿后，漿液會(huì)因沉降和體積收縮使得結(jié)石體中產(chǎn)生新的裂隙，從而影響漿液的凝結(jié)性能及填充效果[12]。

表5 漿液凝結(jié)時(shí)間測試結(jié)果Table 5 Results of slurry setting time tests

對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果中影響漿液泌水性的各因素每個(gè)水平求極差，結(jié)果見表6?？梢钥闯?，A因素(水土比)的極差顯著大于其他各因素，各因素對(duì)泌水率影響的主次順序?yàn)锳?B>C>D，說明對(duì)于泌水率的控制因素為水土比，其他因素的影響較小。

表6 漿液泌水率測試結(jié)果Table 6 Results of slurry bleeding rate tests

3.4 各因素對(duì)漿液結(jié)石率的影響

結(jié)石率直接影響注漿填充的密實(shí)程度及注漿效果，實(shí)際工程中漿液結(jié)石率應(yīng)不小于95%[13]。漿液結(jié)石率越高，在注漿過程中越不易離析分層，對(duì)巖溶孔洞的填充越密實(shí)；結(jié)石率過低，漿液對(duì)溶洞和裂隙的填充率低。

對(duì)不同配比的漿液分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)和巖溶水養(yǎng)護(hù)，測定養(yǎng)護(hù)3 d后兩種養(yǎng)護(hù)方式下漿液的結(jié)石率，結(jié)果見表7?？梢钥闯觯瑑煞N養(yǎng)護(hù)條件下，A因素(水土比)的極差最大，其次是B因素(水泥摻量)，最后是C因素(粉煤灰摻量)和D因素(水玻璃摻量)，各因素對(duì)漿液結(jié)石率影響的主次順序?yàn)锳>B>C>D，說明水土比對(duì)漿液結(jié)石率起主要控制作用，水泥摻量和粉煤灰摻量對(duì)漿液結(jié)石率也有一定影響，而水玻璃摻量的影響極小。

表7 漿液結(jié)石率測試結(jié)果Table 7 Results of slurry concretion rate tests

3.5 各因素對(duì)漿液結(jié)石體強(qiáng)度的影響

結(jié)石體強(qiáng)度在本工程中是比較關(guān)鍵的指標(biāo)?？紤]到巖溶地區(qū)地下水的影響，本文對(duì)巖溶水養(yǎng)護(hù)和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下漿液結(jié)石體的強(qiáng)度及影響因素進(jìn)行了對(duì)比分析。

對(duì)影響漿液結(jié)石體強(qiáng)度的各因素每個(gè)水平求極差。表8為標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護(hù)7 d和28 d后漿液結(jié)石體的強(qiáng)度，B因素(水泥摻量)極差最大，其次是A因素(水土比)，再次是C因素(粉煤灰摻量)和D因素(水玻璃摻量)。影響抗壓強(qiáng)度因素的主次順序?yàn)锽>A>C>D，水土比和水泥摻量為影響結(jié)石體強(qiáng)度的主要因素。結(jié)合后文相關(guān)圖片可知，巖溶水養(yǎng)護(hù)條件下試樣的強(qiáng)度規(guī)律和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)接近，此處不贅述。

表8 不同齡期抗壓強(qiáng)度測試結(jié)果Table 8 Results of compressive strength tests at different ages

4 漿液最佳配比研究

4.1 最佳水土比

圖4顯示了水土比對(duì)漿液性能的影響。如圖所示，隨著水土比的增加，漿液流動(dòng)度增大，凝結(jié)時(shí)間延長,這是因?yàn)樗帘仍龃髸?huì)增加漿料中的自由水，而自由水減少了顆粒之間的相互作用，并且水的增加導(dǎo)致固體物質(zhì)顆粒間距增大，從而更不易形成骨架結(jié)構(gòu)[14-15]。紅黏土中含有一定量的黏土礦物，黏土?xí)沾罅康淖杂伤涌焖嗄z縮聚，使得水化產(chǎn)物增多[3]。隨著水土比的增加，漿液泌水率增大，結(jié)石率減小。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，注漿材料結(jié)石率普遍大于95%，巖溶水養(yǎng)護(hù)條件下結(jié)石率均大于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。當(dāng)水土比不大于0.6時(shí)，漿液泌水率均小于5%。當(dāng)水土比增加時(shí)，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨之降低，巖溶水養(yǎng)護(hù)條件下的結(jié)石體強(qiáng)度略低于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。綜合考慮漿液的性能，推薦水土比為0.6。

圖4 水土比(w ∶s)對(duì)漿液性能的影響Fig.4 Effect of water-soil ratio (w ∶s) on properties of slurry

4.2 最佳水泥摻量

圖5顯示了水泥摻量對(duì)漿液性能的影響。如圖所示：隨著水泥摻量的增加，漿液流動(dòng)度降低，初凝、終凝時(shí)間減小，泌水率下降，結(jié)石率增大，但結(jié)石率增大的趨勢(shì)在水泥摻量大于8%后則趨于穩(wěn)定；無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著水泥摻量的增大而線性增大。綜合考慮水泥摻量與漿液性能的關(guān)系，特別是以結(jié)石體的最小無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為依據(jù)，推薦漿液中水泥摻量為10%。

圖5 水泥摻量(ac)對(duì)漿液性能的影響Fig.5 Effect of cement content (ac) on properties of slurry

4.3 最佳粉煤灰摻量

圖6顯示了粉煤灰摻量對(duì)漿液性能的影響。如圖所示，漿液流動(dòng)度隨著粉煤灰摻量的增加而降低，降低趨勢(shì)在摻量超過10%后趨緩，這是由于粉煤灰的加入導(dǎo)致漿液水固比降低，流動(dòng)性下降，是一種物理作用。而凝結(jié)時(shí)間隨粉煤灰摻量增加有一定程度的增大，這是由于：粉煤灰是一種以活性SiO2和Al2O3為主要成分的玻璃體，但其本身與水作用不能結(jié)硬自凝，其活性必須在堿性環(huán)境里才能表現(xiàn)出來[16]；在漿液中會(huì)消耗水泥水化反應(yīng)產(chǎn)生的Ca(OH)2，使得整個(gè)體系中的水化速率降低，隨著粉煤灰摻量增加，這種消耗作用增強(qiáng)，導(dǎo)致凝結(jié)時(shí)間延長[17]。從圖中還可以看出：粉煤灰摻量超過10%后，可以抑制漿液泌水性能；結(jié)石率隨著粉煤灰摻量增大有所增大，且標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下結(jié)石率增加較巖溶水養(yǎng)護(hù)條件下更為明顯。兩種養(yǎng)護(hù)條件下漿液結(jié)石體的強(qiáng)度均隨著粉煤灰摻量增加有一定幅度的增大。綜合考慮粉煤灰摻量與漿液性能的關(guān)系，推薦粉煤灰摻量在10%～12%。

4.4 最佳水玻璃摻量

圖7顯示了水玻璃摻量對(duì)漿液性能的影響。如圖所示，水玻璃摻量的增加對(duì)漿液的流動(dòng)性有一定的降低作用，漿液凝結(jié)時(shí)間有減小趨勢(shì)。水玻璃使得漿液泌水率略有增大，對(duì)漿液結(jié)石率的提高有一定的正向作用，但其影響較小。水玻璃摻量增加可在一定程度上提高漿液結(jié)石體強(qiáng)度，這是由于水玻璃與漿液體系中的Ca(OH)2反應(yīng)，加速了硅酸二鈣和硅酸三鈣的水化，提高了水化硅酸鈣(C-S-H)凝膠的生成速率，提高了早期強(qiáng)度，試驗(yàn)結(jié)果表明這種增強(qiáng)作用在水玻璃摻量超過0.7%時(shí)才比較明顯。推薦水玻璃的摻量在0.9%～1.1%。

圖6 粉煤灰摻量(af)對(duì)漿液性能的影響Fig.6 Effect of fly ash content (af) on properties of slurry

圖7 水玻璃摻量(as)對(duì)漿液性能的影響Fig.7 Effect of sodium silicate content (as) on properties of slurry

4.5 最優(yōu)配比及最優(yōu)配比下結(jié)石體微觀結(jié)構(gòu)分析

前文試驗(yàn)結(jié)果表明：水土比是影響漿液性能的主控因素；水泥摻量對(duì)漿液結(jié)石體強(qiáng)度的影響最大；粉煤灰可以增加漿液結(jié)石率，并提高結(jié)石體的后期強(qiáng)度；水玻璃主要起到加速凝結(jié)和控制流動(dòng)性的作用。推薦漿液最佳配比為水土比0.6，水泥摻量10%，粉煤灰摻量12%，水玻璃摻量1.1%。

通過電鏡掃描觀察紅黏土以及最優(yōu)配比下不同養(yǎng)護(hù)齡期漿液結(jié)石體的微觀結(jié)構(gòu)(見圖8)，以便從微觀上了解結(jié)石體的結(jié)構(gòu)特征。

從圖8可以看出:原狀紅黏土的結(jié)構(gòu)較為松散，擁有較大孔隙；而改良后的漿液結(jié)構(gòu)更為緊密，并且表現(xiàn)出明顯的絮團(tuán)結(jié)構(gòu)，黏土顆粒與水泥顆粒之間相互膠結(jié)，水泥水化產(chǎn)物又填充了顆粒之間的孔隙。對(duì)比圖8(b)和圖8(c)可知，隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增加，水泥水化反應(yīng)不斷進(jìn)行，針棒狀的鈣礬石(AFt)晶體明顯增多，團(tuán)簇狀C-S-H凝膠之間連接更加緊密。

圖8 原狀紅黏土及不同齡期下結(jié)石體SEM照片F(xiàn)ig.8 SEM images of red clay and stone body at different ages

5 結(jié) 論

(1)利用紅黏土棄渣制備了一種綠色環(huán)保、成本低廉的注漿材料。試驗(yàn)結(jié)果表明，注漿材料在最優(yōu)配比下具有流動(dòng)度高、泌水率低、強(qiáng)度適中等特點(diǎn)，其最優(yōu)配比為水土比0.6，水泥摻量10%，粉煤灰摻量12%，水玻璃摻量1.1%。

(2)水土比是影響漿液性能的主控因素；水泥摻量對(duì)結(jié)石體強(qiáng)度的影響最大，其次對(duì)降低流動(dòng)度、縮短凝結(jié)時(shí)間、提高結(jié)石率也有一定影響；水玻璃主要起到降低流動(dòng)度、縮短凝結(jié)時(shí)間的作用；粉煤灰可起到代替一部分水泥的作用，提高漿液結(jié)石率和結(jié)石體后期強(qiáng)度，但會(huì)使?jié){液流動(dòng)性變差、凝結(jié)時(shí)間延長。

(3)相同養(yǎng)護(hù)齡期下，巖溶水養(yǎng)護(hù)條件下漿液的結(jié)石率顯著大于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下漿液的結(jié)石率，而強(qiáng)度較標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下結(jié)石體的略小，說明在地下水的環(huán)境下，漿液依舊擁有較好的工作性能。