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超细水泥灌浆材料的发展现状及应用

超细水泥灌浆材料的发展现状及应用
超细水泥灌浆材料的发展现状及应用

超细水泥灌浆材料的发展现状及应用

发布: 2010-11-26 14:38 | 编辑: 小平 | 来源: 武汉长江科学院

【水泥人网】摘要:水泥作为灌浆材料具有强度高,耐久性好,无毒,无味,材料来源方便,价格低廉等优点,一般灌浆多采用普通水泥。但普通水泥粒径较大,粗颗粒多,最大粒径可达90~100μm。水灰比较大时,浆液的稳定性差,易析水回浓,不能有效灌入细微裂隙;且硬化时伴有析水,固相体积收缩,使硬化结石与被灌基体的粘结强度降低,形成新的渗水通道。特别是针对基体细微裂隙的灌浆,普通水泥已难以满足工程要求,于是一种新型的灌浆材料——超细水泥便应运而生了。自从80年代初日本研制成功MC—500型超细水泥以来,由于其浆液稳定性好,流动性比普通水泥有显著改善,并在固结时很少析水或不析水,具有良好的防渗固结效果,达到和化学浆液相似的可灌性,其结石强度大大高于化学浆材,无污染,不老化,价格低廉,因而一出现便在许多国家得到了广泛的应用〔1~4〕。本文即介绍了超细水泥作为灌浆材料在国内外的一些发展现状,并对其使用过程作了一些分析。

目前,关于超细水泥还没有一个统一的标准,较多的是以其粒径大小来定义的。

一般认为,作为超细水泥其最大粒径应小于20μm,分割粒径应小于5μm,比表面积则应该大于5〕。有必要指出的是最大粒径并非绝对意义上的最大粒径,若最大粒径小于20μm,通常指,即允许有5%的粒子大于20μm3〕。

超细水泥的生产是以普通水泥或水泥熟料为原料,采用一定的粉磨设备制得,常用的粉磨设备有球磨机、振动磨、雷蒙磨、搅拌磨、气流磨等。然而直接应用这些设备制取超细水泥是不经济的,因为粉磨一段时间后,水泥粒径变小,比表面积增大,表面能增加,细颗粒团聚能力加大,因而必须采用超细分级机及时将合格的细水泥分离出来。

超细水泥与普通水泥在组成上的主要不同点是在制备过程中加入了一些性能调节剂〔6〕。性能调节剂的选择和掺量是根据灌浆工程的需要来决定的,这是因为随着水泥颗粒的细化也带来以下一些问题,影响水泥的灌浆效果。

(1)流动性降低,如不采取措施,要达到同普通水泥相同的流动性必须增加用水量,增大水灰比又使浆液稳定性降低;

(2)由于保水性好,硬化结石的水灰比大,毛细管孔尺寸大且多,影响水泥结石的密实性,进而影响抗渗和耐蚀等性能;

(3)水泥越细收缩值越大,引起结石与基体粘结失效。因此,在制备过程中要加入一些性能调节剂(如膨胀剂、减水剂、调凝剂等),为防止水化升温过高,有时也加一些粉煤灰、粒状高炉矿渣和硅粉等掺合料。

同普通水泥灌浆和化学灌浆相比,超细水泥灌浆存在以下优点:

①可以使用普通水泥灌浆的技术和设备(只需另配置一台高速搅拌机);

②比普通水泥具有更好的可灌性,水泥结石更致密;

③具有良好的工作环境,无毒,结石具有较高的耐久性;

④比化学灌浆具有更高的强度,更经济;

⑤灌注细微裂隙时,对裂隙的湿度不敏感,对裂隙中的钢筋无腐蚀。

工作性能

超细水泥的密度一般为2.8~3.2g/cm3,同普通水泥并无多大差别,但容重很低,一般为0.6~1.0 g/cm 3。由于其细度较高,普通水泥的筛分法已难以满足其粒径测试的要求,通常采用的是光透沉降粒度仪或激光粒度仪等7〕。在使用过程中,由于其比表面积大,活性高,同普通水泥也有很大差异。

流动性在水化过程中,由于超细水泥颗粒的高活性,其需水量明显高于普通水泥,为提高浆液的流动性,需要加入一些减水剂,使浆液粘度降低,便于灌入细微裂隙中。一般减水剂的掺量为0.5%左右。

稳定性水泥浆液的稳定性是在250ml的量筒中注满浆液,随着时间的延长,用上部析水高度占整个浆液高度的百分数来表示的。作为灌浆材料,其析水率愈低,析水历时愈长,浆液的稳定性越高,对灌浆越有利。普通水泥由于颗粒大,沉降快,稳定性较差。对水灰比W/C=1∶1的浆液,普通水泥析水率>25%,析水历时为1.5h,而超细水泥析水率则<5%,析水历时为2h以上,稳定性大大提高。

浆液温度超细水泥由于其活性高,水化初期水化热很大,浆液升温很快,当温度超过40℃时,对结石强度增长十分不利。为降低其水化热,常常在制备过程中要加入一些活性掺合料,如粉煤灰,高炉矿渣,硅粉等。

凝结时间凝结时间既要考虑灌浆操作所需要的时间,又要考虑在灌浆结束后,裂隙中灌入的水泥浆液能很快地凝结硬化,在不同的使用场合对凝结时间有不同的要求。超细水泥由于在制备过程中已经掺加了适量的调凝剂,可以满足工程的需要,一般调凝剂的掺量为0.5%~2.5%。

膨胀性超细水泥中加入适量膨胀剂,其28d水泥净浆自由线膨胀量可控制在0.2%~0.5%之间,使水泥结石后期不收缩,这对防渗补强是十分有利的,特别是细微裂隙的灌浆,可以取得很好的灌浆效果。

抗压及抗渗性能超细水泥具有较高的强度,特别是早期强度。这主要是因为其颗粒较细,水化活性较高,水化充分,水化物比普通水泥多,且结构均匀、致密所致。一般其28d抗压强度净浆可达25MPa以上,砂浆不低于55MPa。并且由于其结构内部孔隙多以非连通孔形式存在〔8〕,抗渗性能也十分优异。

可灌性作为灌浆材料,可灌性是最重要的性能指标之一,通常采用室内模拟浆液灌入一定细度的砂体的能力来表示。普通水泥一般只能灌入粒径大于0.5mm的粗砂体中,而超细水泥能灌入粒径为0.1~0.2mm的细砂体中。这对灌注细微裂隙十分有利,在一定程度上可代替化学灌浆。4国内外发展情况及应用

自从80年代初日本开始研制超细水泥以来,短短二十年内,超细水泥的生产和应用得到了飞速的发展。日本、美国、德国、瑞士、中国〔1~6,9~10〕都有报道。特别是近几年来,国内一些企业在高校和研究院的技术支持

下,陆续生产出一批质量很高的超细水泥灌浆材料,并成功应用于水电、地铁、隧道、油井、矿山等处的防渗补强施工,取得了良好的社会和经济效益。国内外超细水泥的生产及应用情况见表。

国内外超细水泥的生产及应用情况从表中可以看出,超细水泥由于采用了超细分级机,粒径都较小,再加上包装、运输等因素,成本都较高,一般在2000元/t以上,但由于在制备过程中一次性掺入了性能调节剂,使用起来较方便。5存在的问题及发展趋势

目前,虽然有一些厂家生产超细水泥,但普遍存在规模小,成本高,缺乏统一的质量标准,从而限制了其大量使用。在实际施工过程中,也需要解决一些问题:

①超细水泥由于其粒径小,活性高,制浆时必须有一台转速至少为1500r/min的高速搅拌机,才能使其颗粒充分分散,保证浆液静置时颗粒的沉降速度减慢,析水率明显降低,浆液稳定性提高。

②普通水泥灌浆时,为提高浆液的稳定性,通常要加入少量的膨润土,但是对超细水泥灌浆而言,必需放弃使用膨润土因为膨润土在悬浮液中有团聚作用,对灌浆不利。

③一般认为灌浆时采用大水灰比浆液,流动性好,可增大对细微裂隙的可灌性。对普通水泥而言,其开灌水灰比一般为8∶1或10∶1,但是从另一方面考虑,水灰比大,水泥颗粒沉降快,浆液不稳定,容易析水回浓,可灌性并不一定好。由于超细水泥本身粒径小,且是在普通水泥灌浆无法满足要求的情况下使用,其灌浆水灰比一般应控制在2∶1以下。

④虽然超细水泥中掺入了一些粉煤灰、矿渣等,但由于其高活性,水化初期浆温仍很高,特别是采用高压灌浆时。在具体施工时,应采取措施控制浆温。

尽管如此,超细水泥由于具有良好的可灌性,价格相对低廉,经久耐用,结石强度高,对环境无污染等优点,日益成为新一代的“绿色灌浆材料”。现在,修补混凝土中的裂隙一直是化学灌浆的范畴,但随着超细水泥生产成本的降低和人类环保意识的增强,这一领域将逐渐为超细水泥所代替。超细水泥灌浆材料也将在水电、地铁、隧道等工程中得到更广泛的应用。

参考文献

1TA Melbye,利用超细水泥进行岩石灌浆.见:水利部情报所.岩石与混凝土灌浆译文集(内部资料),1993

2 RJ Krizer水泥浆的泌水性与流变性.见:水利部情报所.岩石与混凝土灌浆译文集(内部资料),1993

3 p noske超细水泥灌浆在岩土工程中的应用.见:水利部情报所.岩石与混凝土灌浆译文集(内部资料),1993

4 B Schuize关于超细水泥浆液可灌性的新研究.见:水利部情报所.岩石与混凝土灌浆译文集(内部资料),1993

5 韩韧等.CX型超细水泥使用性能总结.水泥,1996,(6)

6陈旭荣.灌浆水泥研究.长江科学院院报,1991,(1)

7马振华等.光透法测定水泥细度的研究.硅酸盐通报,1994,(2)

8陈义斌.湿磨细水泥浆材水化特性研究.硅酸盐通报(增刊),1997:358~361

9谢尧生等.三峡工程主体建筑物基础灌浆试验.见:中国建筑材料科学研究院.改性灌浆水泥灌浆试验总结报告(内部资料),1997

10王赓尧等.超细水泥在运营隧道衬砌内部注浆中的应用.见:防排水专业委员会第八次学术会议论文集(内部资料),

【作者:陈明祥】

水泥基灌浆材料试验规定

水泥基灌浆材料试验规定 水泥基灌浆材料是由水泥、集料(或不含集料)、外加剂和矿物掺合料等原材料,经工业化生产的具有合理级配的干混料。加水拌合均匀后具有可灌注的流动性、微膨胀、高的早期和后期强度、不泌水等性能。用时只需加水搅拌便可成为均匀、稠度适宜、能满足施工要求的具有自流平性的高强无收缩灌浆料。 水泥基灌浆材料分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类。Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类的最大集料粒径为≤4.75mm,包括水泥净浆;Ⅳ类的最大集料粒径为>4.75mm且≤16mm。 适用范围:地脚螺栓锚固、设备基础或钢结构柱脚底板的灌浆、混凝土结构加固改造及后张预应力混凝土结构孔道灌浆。 一、建筑工程的后张预应力混凝土结构孔道灌浆用水泥净浆 (不含骨料)的检测规定优先执行强制性标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)中6.5节的规定。 (一)材料检测 1、3h自由泌水率宜为0%,且不应大于1%,泌水应在24h内全部被水泥浆吸收; 2、水泥浆中氯离子含量不应超过水泥重量的0.06%; 3、当采用普通灌浆工艺时,24h自由膨胀率不应大于6%;当采用真空灌浆工艺时,24h自由膨胀率不应大于3%。 检测频次:同一配合比检查一次。 (二)施工过程检测 试件抗压强度检验应符合下列规定:

1、组批原则:每工作班留置一组试件; 2、试件尺寸及每组试件数量:70.7mm的立方体试件,6个; 3、试件养护方式和龄期:标准养护28d; 4、强度计算:试件抗压强度应取6个试件的平均值;当一组试件中抗压强度最大值或最小值与平均值相差超过20%时,应取中间4个试件强度的平均值。 5、结果评定:现场留置的灌浆用水泥浆试件的抗压强度不应低于30MPa。 二、含或不含粗骨料的水泥基灌浆材料的检测规定可以执行推荐标准《水泥基灌浆材料应用技术规范》(GB/T 50488-2008)。 1、原材料的进场检测每200t为一个取样单位,不足200t也按一批论。 (1)常温季节和常规的施工环境,检测参数为:流动度、竖向膨 胀率、抗压强度、钢筋锈蚀和泌水率; (2)冬季施工期间,在(1)基础上,增加规定负温(-5℃、-10℃)下的抗压强度比(R7、R-7+28和R-7+56); (3)用于高温环境的,在(1)基础上,增加抗压强度比和热震性。 2、施工过程的检测 (1)试块留置灌浆施工时,每50t作为一个检验批,不足50t也按一批论。每一检验批均应留置抗压强度试件,其中 ①标准养护条件下的试件不少于3组,分别检验1d、3d和28d强度; ②同条件养护试件的数量根据实际需要确定; ③冬季施工尚应增加抗冻临界强度试件,抗冻临界强度为5.0MPa。 (2)试块规格

世界水泥可持续发展的现状和未来(精)

25 ChinaBuildingMaterialResourcesCommunication 1999年19个主要水泥28%的份额,集团、海德堡水泥、的功能被启动以来,CSI已经2006年,其80%已经独立测试、其中,减排目标。另外,在CSI 的帮助下,1990年到2006年之间生产水泥的每吨二氧化碳净排放量降低了12%,其成员企业的工厂消耗燃料中现在已有10%是替代燃料。 克里先生和NinoMancino 博士见 面,讨论了CSI 目前所处的位置、行业状况及发展方向。参与谈话的还有墨西哥水泥的MartinCasey 和拉法基的VincentMages。 近年来的成绩

2008年,CSI出版了一个关键文件《气候行动》,概括了CSI 自1999年以来的大事记。另一成绩是建立了全球资料库,用以追踪全球水泥和熟料厂的节能与排放状况。这个简称作GNR 的系统是和普华永道合作开发的,包含全球超过800家水泥厂的资料,相当于8亿吨水泥产量。 另外,CSI还启动了清洁发展机制(CDM)方法及在线新工具——议定书,用作温室气体补救监控。凭借这个议定书,企业就能在一个被普遍接受的方法和定义框架内,监测排放量并减排。同样在2008年,CSI 迎来了第19位成员,巴西的CamargoCorrea 水泥公司。“Camargo很快会报告它使用该议定书的二氧化碳排放情况。”克里先生补充道。 共同但有区别的责任 2012年《京都议定书》的第一期就要到期了,制定政策的人不得不决定如何继续下去。全世界80%以上的水泥是在G8+5(加拿大、法国、德国、意大利、日本、俄罗斯、英国、美国+巴西、中国、印度、墨西哥、 行 业发展

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格每吨均价在70-100美元,而我国水泥价格远远低于国际水平,每吨售价仅仅40美元左右。 (2)我国水泥行业生产集中度和市场集中度都远远低于国际发达国家水平,水泥行业的过于分散造成市场的恶性竞争。与世界通行标准和发达国家相比,我国水泥行业排名前四家的企业集中度为%,比世界通行规定的低集中度标准还低%,比美国1978年的水泥集中度低%。 (3)我国水泥行业长期处于供求失衡的状态,产业布局不合理,造成产能分配不均匀。由于水泥是一种区域性极强的“短腿”产品,如果在一定区域内集中过多的企业会导致市场买卖双方力量失衡,以及企业之间的无序竞争。比如,由于近年来北京的快速发展,引来了不少水泥企业落户北京周边,北京市场已出现水泥供大于求的局面,价格低于其他地区,企业效益明显降低。 (4)我国水泥行业技术水平大大低于国际平均水准,粗放式的发展导致造成大量资源的浪费。在低水平重复建设的过程中,小型立窑水泥企业(即"小水泥")在数量上的超常发展,导致了目前我国水泥工业企业平均规模小,整体技术水平低,生产工艺落后,产品档次不高。尽管当前我国在积极发展新型干法水泥,但是由于此生产线成本高,需要一定的企业规模才能产生经济效应。因此,进行行业内部之间的企业重组迫在眉睫。 3.我国水泥行业前景分析

镁基复合材料的研究发展现状与展望

——颗粒增强镁基复合材料 课程名称:金属基复合材料 学生姓名: 学号: 班级: 日期:2010/12/26

——颗粒增强镁基复合材料 摘要:镁基复合材料具有很高的比强度、比刚度以及优良的阻尼减震性能,是汽车制造、航空航天等领域的理想材料之一。本文综述了颗粒增强镁基复合材料的研究概况,镁基复合材料常用的基体合金和常用的增强相。着重介绍了其制备方法、力学以及阻尼性能,并对它的发展趋势进行了展望。 关键词:镁基复合材料;制备方法;基体镁合金;颗粒增强体;性能 1.前言 与传统的金属材料相比,金属基复合材料具有高的比强度、比刚度、耐高温、耐磨损耐疲劳、热膨胀系数小、化学稳定性和尺寸稳定性好等优异性能。金属基复合材料的增强体主要有长纤维、短纤维、颗粒和晶须等,其中颗粒增强金属基复合材料由于制备工艺简单、成本较低微观组织均匀、材料性能各向同性且可以采用传统的金属加工工艺进行二次加工等优点,已经成为金属基复合材料领域最重要的研究方向,正在向工业规模化生产和应用发展。颗粒增强金属基复合材料的主要基体有铝、镁钛、铜和铁等,其中铝基复合材料发展最快;由于镁的密度更低(1.74 g/cm3),仅为铝的2/3,具有更高的比强度、比刚度,而且具有良好的阻尼性能和电磁屏蔽等性能,镁基复合材料正成为继铝基之后的又一具有竞争力的轻金属基复合材料。镁基复合材料因其密度小,且比镁合金具有更高的比强度、比刚度、耐磨性和耐高温性能,受到航空、航天、汽车、机械及电子等高技术领域的重视.自20世纪8O年代至现在,镁基复合材料已成为金属基复合材料的研究热点之一。颗粒增强镁基复合材料与连续纤维增强、非连续(短纤维、晶须等)纤维增强镁基复合材料相比,具有力学性能呈各向同性、制备工艺简单、增强体价格低廉、易近终成型、易机械加工等特点,是目前最有可能实现低成本、规模化商业生产的镁基复合材料。 2.制备方法 2.1粉末冶金法 粉末冶金法是把微细纯净的镁合金粉末和增颗粒均匀混合后在模具中冷压,然后在真空中将合体加热至合金两相区进行热压,最后加工成型得复合材料的方法。粉末冶金的特点:可控制增颗粒的体积分数,增强体在基体中分布均匀;制备温度较低,一般不会发生过量的界面反应。该法工艺设备较复杂,成本较高,不易制备形状复杂的零件。 2.2熔体浸渗法 包括压力浸渗、无压浸渗和负压浸渗。压力浸渗是先将增强颗粒做成预制件,加入液态镁合金后加压使熔融的镁合金浸渗到预制件中,制成复合材料采用高压浸渗,可克服增强颗粒与基体的不润湿情况,气孔、疏松等铸造缺陷也可以得到很好的弥补。无压浸渗是指熔的镁合金在惰性气体的保护下,不施加任何压力对增强颗粒预制件进行浸渗。该工艺设备简单、成本低,但预制件的制备费用较高,因此不利于大规模生产。增强颗粒与基体的润湿性是无压浸渗技术的关键。负压浸渗是通过预制件造成真空的负压环境使熔融的镁合金渗入到预制件中。由负压浸渗制备的SiC/Mg颗粒在基体中分布均匀。

灌浆材料

浅谈灌浆或注浆材料在道路维修中的研究和应用 摘要:灌浆材料或注浆材料在压力作用下注入地层、岩石或构筑物的缝隙、孔洞中,达到增加承载能力、防止渗漏及提高构筑物整体性能的流体材料。浆液凝结后可充填裂缝,使灌注后的土层、岩层等的力学性能得以改善,因此在公路或路基修补领域显示出极好的应用价值,已成为近年来国内外学者研究的热点方向之一。本文主要介绍了国内各种灌浆材料或注浆材料的应用现状和存在的问题以及今后的发展趋势。 关键字:灌浆或注浆材料;公路或路基;修补;力学性能;应用价值; 1.前言 随着高速公路交通流量的迅速增加、汽车荷重的增大以及使用年限的增加,路面病害日益显现,其中以路面唧浆病害尤为严重。在重轮载的频繁作用下,基层由于塑性变形累积而同面层脱离接触,水分沿接缝下渗而聚集在脱空的空隙内,在轮载作用下积水成为有压水并同基层内浸湿的细料搅混成悬浆液,沿接缝缝隙溅出,即为“唧浆”。水分和路面荷载是导致唧浆病害的主要原因。路面病害的产生不仅影响行车的舒适性及安全性,而且裂缝的扩展和渗水使道路损坏程度逐渐加重。因此,加强对高速公路路面病害的治理是至关重要的。导致高速公路路面病害的根本原因在于地基在动力荷载的作用下失稳和震陷,仅仅修复破损的路面并不能使病害得到根治,修复后的路面使用一段时间后,等病害会再次出现,因此必须对软弱的地基进行加固。灌浆法(或称注浆法)是常用的地基处理方法,在修补道路、桥梁、隧道、地下建筑、水工建筑等工程中显示出极好的应用价值。灌浆法是指根据液压、气压或电化学原理,通过注浆管把浆液均匀地注入地层中,浆液以填充、渗透和挤密等方式,赶走土颗粒问或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置,经人工控制一定时间后,浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体,形成一个结构新、强度大、防水性能好和化学稳定性良好的“结石体”。选用合适的灌浆材料对地基进行灌浆加固,可大大提高地基的承载能力和使用耐久性,有望从根本上解决高速公路路面唧浆等病害。

新材料产业发展现状及趋势

新材料产业发展现状及趋势 “十五”期间,在我国新材料产业发展过程中,国家给予了大力支持,初步形成了比较完整的新材料产业体系。“十五”期间发布的《国家计委关于组织实施新材料高技术产业化专项公告》,通过100多个产业化专项的实施.有力地推动了我国具有自主知识产权的新材料产业的发展,在电子信息材料、先进金属材料、电池材料、磁性材料、新型高分子材料、商性能陶瓷材料和复合材料等方面形成了一批高技术新材料核心产业。“十一五”期间又进一步加大了支持力度。按我国目前经济发展趋势预计,新材料需求增长速度将高于经济增长速度,按10%的增长速度计算,到2010年我国新材料市场可达6500亿元。新材料产业也已成为衡量一个国家经济社会发展、科技进步和国防实力的重要标志。 我国新材料产业的发展现状 当前,我国的新材料产业在国际产业布局中正处于由低级向高级发展的阶段,随着对外开放和与全球业界的广泛交流合作,我国新材料产业正呈现快速健康发展的良好状态,在一些重点、关键新材料的制备技术、工艺技术、新产品开发及节能、环保和资源综合利用等方面取得了明显成效,促进了一批新材料产业的形成与发展。 1.新一代钢铁结构材料 迄今为止,钢铁结构材料依然是国民经济各支柱产业和国防工业的重要支撑材料和应用范围最宽、使用量最大的材料,其生产和应用过程对全球资源、能源和人类生存环境有着不可忽视的影响,以去年为例: 2007年生产钢材46719.3万吨,比去年增长16.2%。同时,高技术含量、高附加值品种钢材产量大幅度增长。全年生产冷轧薄宽钢带1740.27万吨,同比增长31.8%;冷轧薄板1563.83万吨,同比增长25.2%;镀层板(带)1754.58万吨,同比增长37.9%;涂层板(带)317.21万吨,同比增长36.1%;电工钢板(带)415.57万吨。同比增长23.5%。以上5个品种钢材合计生产5791.487吨,比上年增长31.28%,高于钢材生产总量增幅8.59个百分点。全年生产不锈钢720.6万吨,比上年增加190.6万吨,增长35.96%,居世界第一位。其中,世界一流工艺装备的生产量达到70%,国内市场占有率达到75%,实现了重大的突破。全行业已基本形成以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新和新产品研发体系,形成了科研基础设施建设加强、科技投入增加的良好格局。全行业在高效采选技术、钢铁冶炼技术、轧钢新技术、高端产品开发、大型冶金成套装备技术集成、节能节水和废弃物综合利用新技术等方面,都取得了新的成果和进步。 2007年宝钢试制成功X120管线钢,实现电镀锌机组全面无铬化生产,年产150万吨生铁的COREX3000熔融还原工艺装置投产;鞍钢继续完善冷连轧自主集成成套工艺技术,开发成功一批具有自主知识产权的核心技术,并在相关企业投入使用;武钢新一代取向硅钢、高效电机硅钢的研发和装备技术集成,高强度桥梁钢生产技术提高;太钢建成世界一流的现代化不锈钢生产基地;攀钢转炉铁水提钒和半钢炼钢连续工业性试生产成品钒渣等均取得了工艺技术的新突破。 2007年在研发和扩大生产市场需求的短缺产品方面,船用高强度宽厚板、高强度海洋结构用钢板、高档汽车用板和汽车零部件用钢、工程机械和高层建筑用高强度厚钢板、X80以上高等级管线钢板、百米在线热处理钢轨和时速350公里高速铁路钢轨、高速动车组用钢、高端压

水泥的历史与发展现状

水泥的历史与发展现状水泥被誉为建筑的“粮食”,现代水泥按化学组成可以分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥和硫铝酸盐水泥三大类。目前,全世界水泥产量已达20多亿吨,是现代社会不可或缺的大宗产品。现代水泥的诞生,是在古代众多建筑胶凝材料的基础之上,经过人类长期实践不断积累的结果。回顾水泥的发展历程,我们可以一直追溯到人类文明发端的上古时期。 在中国,大约公元前5000-3000年的仰韶文化时期,就有人用“白灰面”涂抹山洞、地穴的地面和四壁,使其变得光滑和坚硬。“白灰面”因呈白色粉末状而得名,它由天然姜石磨细而成。姜石是一种二氧化硅较高的石灰石块,常夹在黄土中,是黄土中的钙质结核。“白灰面”是至今被发现的中国最早的建筑胶凝材料。 仰韶文化半穴居建筑 大约在公元前3000-2000年间,古埃及 人开始采用煅烧石膏作建筑胶凝材料。金字 塔的建造过程中就使用了这种材料。在公元 前30年埃及并入罗马帝国版图之前,古埃 及人都是使用煅烧石膏来砌筑建筑。 古埃及人使用煅烧石膏将金字塔上的石 块粘合在一起 公元前16世纪,在中国商代,地穴建筑 迅速向木结构建筑发展,此时除继续用 “白灰面”抹地以外,开始采用黄泥浆砌 筑土坯墙。 公元前800年左右,古希腊出现了硬度较高的石灰砂浆。 公元前7世纪,中国周朝出现了石灰。这种石灰是用大蛤的外壳烧制而成。蛤壳主要成分是碳酸钙,它将煅烧到碳酸气全部逸出即成石灰。这种工艺自周朝开始到明代仍未失传,在中国历史上流传了很长的时间。 在随后到来的战国时代(公元前403-221年),人们开始使用草拌黄泥浆筑墙,还用它在土墙上衬砌墙面砖。在中国建筑史上,黄泥浆和草拌黄泥浆作为胶凝材料一直沿用到近代社会。 公元前300年,古代巴比伦人使用沥青粘合石块和砖块。

浅谈高铁隧道渗漏水原因、危害及相关整治措施

浅谈高铁隧道渗漏水原因、危害及相关整治措施 发表时间:2018-11-03T13:44:26.740Z 来源:《建筑模拟》2018年第23期作者:姚宙雄[导读] 高铁隧道的防排水是隧道设计、施工及后期运营维护中的重要环节,本文从高铁隧道渗漏水原因及其危害进行了分析,并对不同渗漏水病害的整治措施进行了浅层探讨。 姚宙雄 中国铁路广州局集团有限公司长沙高铁工务段湖南省长沙市 400001摘要:高铁隧道的防排水是隧道设计、施工及后期运营维护中的重要环节,本文从高铁隧道渗漏水原因及其危害进行了分析,并对不同渗漏水病害的整治措施进行了浅层探讨。 关键词:高铁隧道渗漏水;渗漏水原因;危害;整治措施引言 近十年来,我国高铁从无到有,从引进到模仿,再到现在的自主创新,取得了一系列骄人的成绩,2.2万公里的高铁运营线路,已使我国成为世界上高铁建设、运营规模最大,技术最全面、管理经验丰富的国家。在幅员辽阔的祖国大地上大规模修建高铁,各类复杂的地质情况都可能遇上,这给设计、施工及后期的运营管理方带来了不小挑战,其中隧道的防排水就是长期存在的老大难问题。 一、高铁隧道渗漏水的原因 稳定的山体在多年渗透水的作用下,山体中已形成了自然的水系通道,当高铁隧道修建时,因高铁隧道开挖面大,跨度长,可能对原有的自然水系通道破坏较大,而修建的“疏、防、排、截、堵”设施达不到预期的效果,便会在薄弱处出现渗漏水。 1.围岩支护不到位。围岩稳定性差的地段,当初支、二衬支护不到位,后期岩层扰动造成隧道开挖时封堵水的注浆层破坏、改变地下水流向的疏水管错位、破损,甚至隧道支护结构的破坏,涌水量的增大使现有防排水设施承受了超过其设计值的涌水量。 2.防水板、止水带安装不到位,二衬混凝土不密实或存在裂缝。作业人员施工粗糙,可能造成防水板在土工布上固定不牢,基面不平整有气泡、拼接不到位、防水板破裂,施工缝和沉降缝的背贴式止水带、中埋式止水带未安,止水带搭接不牢固、埋设深度不够等情况,岩层的水通过破裂和拼接不到位的的防水板进入衬砌,再透过不密实或存在裂缝的二衬混凝土,在隧道内表面形成渗漏水;通过了防水板、透过了不密实或存在裂缝混凝土的水,再通过未安正的止水带,在施工缝和沉降缝处便形成渗漏水;当浇筑二衬时,在一定的注浆压力下,流动的混凝土可能将安装不牢、基面不平整、拼接不到位等存在问题的防水板挤压脱落,进而形成二衬夹层或空洞,在一定条件下,造成夹层和空洞积水从而引起渗漏水。 3.防排水系统设计存在缺陷。地质勘查工作不足,可能存在现场地下水对混凝土存在腐蚀而未探得,仍按P10的抗渗等级进行设计;山体中矿物质较多,排水设计时预留的安全系数较低,如50mm的环向透水盲管就易因口径太小堵塞,且难以疏通;在全包防水段,环向、纵向透水盲管不分段接入侧沟,而是通过三通管连接,将水汇集至非全包段的侧沟流出,这种长距离多处汇水的纵向透水盲管,其口径仍按非全包段的100mm设置,当水中矿物质较多其中某处管道堵塞时,就会影响整段的排水,从而加大了衬砌外的水压力,最终引起渗漏水。 4.一些施工单位存在重施工轻运营思想,施工中对工程推进无影响的防排水,存在未按设计施作的现象。如存在环、纵向渗水盲管未设置、设置坡度不足或未接入侧沟的情况;隧道中心沟坡度不足或反坡;边墙衬砌的纵向施工缝未设界面剂和遇水膨胀止水胶;明洞回填不足;明洞洞顶外未设置截水沟等情况。 二、高铁隧道渗漏水的危害 高铁隧道渗漏水按渗漏水的部位对隧道结构和行车有着不同的影响。一般分为:拱顶渗漏水、拱腰渗漏水、边墙渗漏水、道床板、道床两线间渗漏水、综合洞室渗漏水等。渗漏水会引起钢筋混凝土中钢筋的锈蚀、有些甚至引起混凝土的腐蚀,从而影响结构的强度和耐久性;拱顶、拱腰渗漏水当水流成线且距AF线、承力索、接触网等带电网线24cm以内时,将可能影响接触网的正常供电;道床板、道床两线间渗漏水,除对结构的强度和耐久性有影响外,如地下水压较大而得不到释放,将可能抬升道床;综合洞室内长期潮湿的环境也将加剧洞室内设备的锈蚀。 三、高铁隧道渗漏水的整治 隧道渗漏水整治时,应对渗漏水情况进行调查,洞内洞外统筹考虑,以“以排为主,防、排、截、堵相结合,因地制宜,综合治理”为原则,开展相关整治。 1.拱顶、拱腰渗漏水的整治 1.1首先查明渗漏水处所是否在明洞或附近,对存在一定的埋深的隧道,可尝试疏通从侧沟内引出的环向、纵向透水盲管,同时根据现场水沟矿物质的多少采用口径50或76mm的水钻在附近有湿质或流白浆的边墙处钻孔泄压,钻孔数量和深度视现场情况而定(原则上不能打穿二衬),在边墙开槽埋管,将水引排至侧沟内,然后在渗漏水处注射超细水泥浆或早强型的无收缩灌浆料封堵,表面涂上防水涂料。 1.2当洞身位于明挖段且埋深较浅时,可尝试疏通从侧沟内引出的纵向透水盲管,同时检查洞顶上方土体是否塌陷积水,坡脚截水沟是否有效,如存在此类情况,除采取暗挖段类似的整治措施外,还应在洞顶上方修建完整的排水设置。 1.3当渗漏水是二衬空洞或内空较大的夹层蓄水引起时,应在边墙打孔泄压,待空洞或夹层处无明显漏水时,再采取空洞注浆处理(整治措施同空洞或夹层的注浆整治)。 2.综合洞室渗漏水的整治 方法同拱顶、拱腰渗漏水整治,综合洞室的边墙打孔泄压并开槽埋管引排至侧沟,渗漏水处注射早强型无收缩灌浆料或超细水泥浆,表面涂上防水涂料。 3.边墙渗漏水的整治 3.1对于面状渗漏水,在湿渍处及周边0.5m范围内钻孔(原则上深度小于二衬厚度10cm),呈梅花形布置,间距50cm,从中间的孔眼开始逐孔向四周注射超细水泥浆或早强型无收缩灌浆料。 3.2对于边墙上线状的渗漏水,在渗漏水旁边约8cm处斜向渗漏水的裂纹钻孔,孔眼间距约20cm,由下往上注射逐孔注射超细水泥浆或早强型无收缩灌浆料。

水泥基灌浆材料

水泥基灌浆材料 水泥基灌浆材料作为新型的建筑材料是近几年来随着建筑业装配式混凝土结构技术的发展而迅速发展的灌浆连接材料,被广泛应用于建筑装配式混凝土结构技术的钢筋套筒连接、钢筋浆锚搭接连接,大型设备和精密设备地脚螺栓与基座二次灌浆,钢结构地脚螺栓与混凝土基础二次灌浆,剪力墙穿墙螺孔灌浆,后张法预应力钢筋混凝土孔道灌浆,建筑梁、柱和基础加固。当前市场需求量最大的灌浆材料是施工方便、性价比高、强度大、粘结性强、抗收缩性能好、使用寿命与建筑同寿命的无机灌浆材料。因此市场迫切需要开发一种具有优异施工性能,能够降低施工成本、节约资源、对环境友好,在市场上具有较强竞争力的灌浆材料。 本发明水泥基灌浆材料组成及作用机理: 水泥基灌浆料由水泥、砂(砾石)、矿粉填料、渗透结晶组分及化学助剂组成。使用时直接加水搅拌均匀即可使用,灌注一天强度可达24Mpa,三天强度可达40Mpa,二十八天强度可达85Mpa。 水泥基灌浆材料。第一步,加13~18%的水搅拌后流动度大于300mm,象水一样充满灌浆整个部位,水化凝固后微膨胀与旧混凝土实现无缝连接。第二步,随着时间的推移灌浆材料渗透结晶组分向四周扩散渗透到旧混凝土孔隙中,并在空隙内结晶固化,旧混凝土强度提高。新旧混凝土逐渐融合,界面慢慢模糊直至消失,使新旧混凝土成为一体。 本发明水泥基灌浆材料具有以下优良的性能: 1、水泥基灌浆材料密实,强度高,可达85MPa以上; 2、微膨胀可补偿材料的干缩和冷缩,新旧材料界面粘结牢固不产生裂缝; 3、施工用水量小,仅为13%~18%;施工流动性好,初始流动度可达 360mm,30min流动度保留值大于260mm以上;基本实现干燥业法施工。 4、使用范围广,可广泛应用于建筑装配式混凝土结构技术的钢筋套筒连接、钢筋浆锚搭接连接,大型设备和精密设备地脚螺栓与基座二次灌浆,钢结构地脚螺栓与混凝土基础二次灌浆,剪力墙穿墙螺孔灌浆,后张法预应力钢筋混凝土孔道灌浆,建筑基础、梁和柱等加固。 5、使用寿命长,可与建筑同寿命。

常用无机注浆材料

常用无机注浆材料 一、水泥浆材 水泥作为注浆材料具有强度高、耐久性好、无毒、材料来源广、价格低廉等优点。它是使用最早、应用最广的注浆材料之一,一般注浆施工优先选用普通水泥。在细裂隙和微孔地层中,其可灌性虽不如化学浆材好,但若采用劈裂灌浆原理,则不少弱透水地层都可用水泥浆进行有效的加固。因此,水泥浆在国内外灌浆工程中一直是用途最广和用量最大的浆材。以水泥为主包括添加一定量的外加剂,用水配制成浆液,采用单液方式注入,这样的浆液称为单液水泥浆。所谓外加剂,系指水泥的早强剂、速凝早强剂、塑化剂、悬浮剂等。 1 .纯水泥浆的基本性能 所谓纯水泥浆是指不包括附加剂,只有水泥和水调制而成的浆液,在室内做了有关纯水泥浆性能的试验,其结果见表8-4 。从试验结果可以看出,随着水灰比的增大,水泥浆的粘度、密度、结石率、抗压强度等都有十分明显的降低,初凝、终凝时间逐步延长。 2 .外加剂 为了满足实际工程需要,一般都要加入外加剂来调节水泥浆的性能。 ( 1 )水泥的速凝剂它是一种能够缩短水泥凝固时间的化学药剂。水泥速凝剂的种类很多,有氯化钙、食盐、水玻璃、纯碱、石膏、硫酸钠、碳酸钾、漂白粉等。复合特效速凝剂有红星一号、阳泉Ⅰ形和“ 711 ”型速凝剂。在一般情况下,水泥浆还是采用古老的办法,即是在水泥浆中加入占水泥重量5% 以下的氯化钙或占水泥重量3% 以下的水玻璃(水玻璃也是一种常用的速凝剂,加入量为2% ~3% 时,凝固期可缩短30% ~40% 。但如果加入量少于2% ,则有延长初凝时间的作用),其作用原理见前面有关章节,这里不再赘述。在此只列出几种外加剂的试验效果,见表8-5 。“ 711 ”型速凝剂起速凝作用的主要成分是铝酸钠,它是氧化铝与碳酸钠在高温作用下的产物。掺有“ 711 ”型速凝剂的水泥净浆性能见表8-6 。

金属的材料地地的应用现状与发展趋势

金属材料的发展现状与前景 摘要:金属是人们日常生活生产中最不可或缺的材料,更是人类社会进步的关键所在,本篇论文主要论述金属材料的种类、性能及在社会发展中的重要应用,并且展望金属材料在未的发展前景。 关键词:金属材料、镁合金、铝合金、稀土、汽车 引言 金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。 人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代,均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代,种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。我们对金属材料的认识应从以下几方面开始: 一、分类: 金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。 1、黑色金属又称钢铁材料,包括含铁90%以上的工业纯铁,含碳2%~4%的铸铁,含碳小于2%的碳钢,以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。 2、有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金,通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,并且电阻大、电阻温度系数小。

3、特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料,以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等;还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金,以及金属基复合材料等。 4、金属材料按生产成型工艺又分为铸造金属、变形金属、喷射成形金属,以及粉末冶金材料。铸造金属通过铸造工艺成型,主要有铸钢、铸铁和铸造有色金属及合金。变形金属通过压力加工如锻造、轧制、冲压等成型,其化学成分与相应的铸造金属略有不同。喷射成形金属是通过喷射成形工艺制成具有一定形状和组织性能的零件和毛坯。 二、性能 金属材料的性能可分为工艺性能和使用性能两种。为更合理使用金属材料,充分发挥其作用,必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能(使用性能)及其在冷热加工过程中材料应具备的性能(工艺性能)。 材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等)、化学性能(耐用腐蚀性、抗氧化性),力学性能也叫机械性能。 材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。 三、应用现状: 金属材料的发展已从纯金属、纯合金中摆脱出来。随着材料设计、工艺技术及使用性能试验的进步,传统的金属材料得到了迅速发展,新的高性能金属材料不断开发出来。如快速冷凝非晶和微晶材料、高比强和高比模的铝锂合金、有序金属间化合物及机械合金化合金、氧化物弥散强化合金、定向凝固柱晶和单晶合金等高温结构材料、金属基复合材料以及形状记忆合金、钕铁硼永磁合金、贮氢合金等新型功能金属材料,已分别在航空航天、能源、机电等各个领域获得了应用,并产生了巨大的经济效益。 1、镁及镁合金

《水泥基灌浆材料应用技术规范》附答案

《水泥基灌浆材料应用技术规范》GB/T50448-2008, 一、单选题 1、水泥基灌浆材料的1天抗压强度(B) A、≥10.0mpa B 、≥20.0mpa C、≥40.0mpa D、≥60.0mpa。 2、水泥基灌浆材料的3天抗压强度(C) A、≥10.0mpa B 、≥20.0mpa C、≥40.0mpa D、≥60.0mpa。 3、水泥基灌浆材料的28天抗压强度(D) A、≥10.0mpa B 、≥20.0mpa C、≥40.0mpa D、≥60.0mpa。 4、水泥基灌浆材料取样单位:(D) A、60t B、100t C、120t D、200t 5、水泥基灌浆材料依据性能指标共分(C)类 A、2 B、3 C、4 D、5 6、地脚螺栓埋设深度应满足设计要求,埋设深度不宜小于(B)的螺栓直径。 A、10 B、15 C、20 D、25 7、采用加大截面法加固时:混凝土柱与模板的最小间距b不应小于(B)mm,应采用第Ⅳ类水泥基灌浆材料 A、30 B、60 C、80 D、100 8、采用加大截面法加固时:混凝土梁侧与模板的最小间距b1不应小于(D)mm、混凝土梁底与模板的最小间距b2不应小于(D)mm,应采用第Ⅳ类水泥基灌浆材料 A、30 \40 B、40\30 C、60\60 D、60\80 9、楼板采用叠合层法加固时:当楼板上层加固的板厚b1不应小于(C)mm、当楼板下层加固的板厚b2不应小于(C)mm,应采用第Ⅳ类水泥基灌浆材料 A、30 \40 B、40\30 C、40\80 D、60\80 10、水泥基灌浆材料取样数量:(C) A、10 B、20 C、30 D、40 11、混凝土结构施工出现的蜂窝、孔洞、柱子烂根的修补,灌浆层的厚度不小于(D)mm,应采用第Ⅳ类水泥基灌浆材料 A、20 B、30 C、40 D、50 12、水泥基灌浆材料灌浆前应有(),并经审查批准。 A、施工组织设计或施工技术方案 B、技术指导

水泥灌浆

一、灌浆分类 (一)按灌浆材料分类 按浆液材料主要分为水泥灌浆、黏土灌浆和化学灌浆等。 (二)按灌浆目的分类 按灌浆目的分为帷幕灌浆、固结灌浆、接触灌浆、接缝灌浆和回填灌浆等。 1.帷幕灌浆。帷幕灌浆是用浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙,形成防水幕,以减小渗流量或降低扬压力的灌浆。 2.固结灌浆。用浆液灌入岩体裂隙或破碎带,以提高岩体的整体性和抗变形能力的灌浆。3.接触灌浆。通过浆液灌入混凝土与基岩或混凝土与钢板之间的缝隙,以增加接触面结合能力的灌浆。 4.接缝灌浆。通过埋设管路或其他方式将浆液灌入混凝土坝体的接缝,以改善传力条件增强坝体整体性的灌浆。 5.回填灌浆。用浆液填充混凝土与围岩或混凝土与钢板之间的空隙和孔洞,以增强围岩或结构的密实性的灌浆。 二、钻孔灌浆用的机械设备 (一)钻孔机械 钻孔灌浆机械主要有回转式、回转冲击式、冲击式三大类。目前用得最多的是回转式钻机,其次是回转冲击式钻机,纯冲击式钻机用得很少。 (二)灌浆机械 灌浆机械主要有灌浆泵、浆液搅拌机及灌浆记录仪等。 1.灌浆泵 灌浆泵是灌浆用的主要设备。灌浆泵性能应与浆液类型、浓度相适应,容许工作压力应大于最大灌浆压力的1.5倍,并应有足够的排浆量和稳定的工作性能。灌注纯水泥浆液应采用多缸柱塞式灌浆泵。 2.浆液搅拌机 用于制作水泥浆的浆液搅拌机,目前用得最多的是传统双层立式慢速搅拌机和双桶平行搅拌机。国外已广泛使用涡流或旋流式高速搅拌机,其转数为1500~3000r/min。用高速搅拌机制浆,不仅速度快、效率高,而且制出的浆液分散性和稳定性高,质量好,能更好地注入岩石裂隙。 搅拌机的转速和拌合能力应分别与所搅拌浆液类型和灌浆泵的排浆量相适应,并应能保证均匀、连续地拌制浆液。 3.灌浆记录仪 用来记录每个孔段灌浆过程中每一时刻的灌浆压力、注浆率、浆液相对密度(或水灰比)等重要数据。 三、灌浆方式和灌浆方法 (一)灌浆方式 灌浆方式有纯压式(图1F413021-1rt)和循环式(图lF413021-16)两种。 l.纯压式 纯压式灌浆是指浆液注入到孔段内和岩体裂隙中,不再返回的灌浆方式。这种方式设备简单,操作方便;但浆液流动速度较慢,容易沉淀,堵塞岩层缝隙和管路,多用于吸浆量大,并有大裂隙存在和孔深不超过15m的情况。 2.循环式 循环式灌浆是指浆液通过射浆管注入到孔段内,部分浆液渗入到岩体裂隙中,部分浆液通过回浆管返回,保持孔段内的浆液呈循环流动状态的灌浆方式。这种方式一方面使浆液保持

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