1、雅砻江锦屏一级水电站左岸基础处理工程水泥浆液掺和一定比例膨胀剂水泥结石膨胀率试验研究七局十四局联营体七局项目部2012 年 10 月 25 日批准： 审核： 校核： 编写： 1 1 试验目的结合纯水泥浆液及其水泥结石的体积收缩比试验研究，为减小或消除浆液形成结石过程中因体积收缩对灌浆质量的影响，进一步开展纯水泥浆液中掺和一定比例的膨胀剂对水泥浆液基本性能及水泥结石性能影响的试验研究。2 试验内容2.1 浆液基本性能普通水泥浆液中掺和一定比例膨胀剂后测试浆液以下基本性能：1）浆液初始温度2）浆液比重3）浆液马氏粘度4）浆液析水率5）浆液凝结时间2.2 水泥结石抗压强度普通水泥浆液中掺和一定比例膨
2、胀剂对成型的水泥结石养护相应龄期测试：1）7 天抗压强度2）28 天抗压强度2.3 补偿收缩限制竖向微膨胀性普通水泥浆液中掺和一定比例膨胀剂，浆液形成水泥结石后体积将发生微膨胀，测定相应龄期的竖向微膨胀率：1）5 小时膨胀率2）10 小时膨胀率3）24 小时（1 天）膨胀率4）72 小时（3 天）膨胀率 2 5）168 小时（7 天）膨胀率6）672 小时（28 天）膨胀率3 主要仪器设备NJ-160 净浆搅拌机、HBY-40B 型水泥混凝土标准养护箱、200ml 量筒、电子天平（2000g、6000g、200g 量程各一台） 、MLN-2 型马氏漏斗粘度计、浆液凝结时间试模、新标准法维卡仪、
3、NB-1 泥浆比重计、 40mm*40mm*40mm 六联快速水泥强度试模、抗压试验机、膨胀测量仪、养护筐、秒表、抹刀、烧杯、移液管、温度计、玻璃棒等。4 试验原材料4.1 水采用锦屏 3#生活营地自来水，水温 1517。4.2 水泥水泥选用四川乃托股份有限公司生产的“乃托”牌散装普通硅酸盐水泥，强度等级 PO42.5，取样自 1885m 层储灰罐。4.3 外加剂1）氧化钙：CaO2）9 水硅酸钠：Na 2SiO39H2O5 试验方法步骤5.1 试验前准备工作（1）试验用材料按需准备，仪器设备按需准备。（2）用电设备操作安全性能检查，确保安全正常使用。（3）试验器皿使用前的清洁擦拭，确保干净无
4、杂物。 3 （4）调试各个测量装置，确保正常使用。（5）对试验用料进行相关标准检测。（6）试验参数的设定1） 浆液水灰比为： W/C=0.5:1,硅酸钠参量为 2.8%，氧化钙参量分别按2.0%、 2.5%、 3.0%与不掺合外加剂的浆液进行比对试验。2）浆液水灰比为：W/C=0.5:1, 硅酸钠参量为 2.0%,氧化钙参量分别按2.0%、 1.7%、 1.4%与不掺合外加剂的浆液进行比对试验。（7）试验耗材预算1）根据使用器皿装置测定其试验容积的大小和计算试验耗浆的质量，列表于下：表 5-1 使用器皿装置容积统计及耗浆量计算器材名称 切锥试模 玻璃量 筒 膨胀仪 泥浆比 重计 标准稠 度仪
5、抗压试模 备注试验耗浆体积(ml) 150 400 500 200 700 400试验耗浆质量(g) 275 732 915 366 1280 732追加损失量（ml） 412追加质量（g） 755耗浆质量合计（g） 50550.5:1 浆液比重按理论值1.83g/cm3取值计算2）根据浆液配比计算出试验使用各材料的使用量 根据水灰比 w/c=0.5:1 分别计算出浆液中水和胶凝材料质量，再按胶凝材料的参量百分比计算出外加剂的质量，计算结果列于下表：表 5-2 配浆用材料预算C CaO Na2SiO39H2O试验用材料浆液总量 W 95.2% 94.7% 94.2% 2.0% 2.5% 3.0
6、% 2.8%3215.6 3200.4 3185.2 64.3 80.0 95.6 90.0 89.6 89.296% 96.3% 96.6% 2.0% 1.7% 1.4% 2.0%用量（g） 5055 16853240.4 3250.0 3259.2 64.8 55.25 45.6 64.8 65.0 65.2 4 备注1.W:C=0.5:1;2.C+ CaO+ Na2SiO39H2O=100%;3.W+C+ CaO+ Na2SiO39H2O=5055.4.不掺合外加剂的纯水泥浆液用量 W+C=5055，其中 W=1685,C=3370.5.2 试验操作方法及细则（1）按上节 5.1 试验前
7、准备工作的第（7）项试验耗材预算计算出的各材料用量进行配浆。1）用最大称量值 6 千克的电子秤称量已检待用水泥，精确至 0.1g。2）用最大称量值 2 千克的电子秤称量已检待用氧化钙和硅酸钠，精确至0.01g。3）用最大称量值 6 千克的电子秤称量配浆用水，精确至 0.1g。4）将称好的硅酸钠小心投入称量好水的玻璃量杯中，充分搅拌使其充分溶解， （搅拌时使用干净而表面湿润的玻璃棒） 。5）用湿润的毛巾先把净浆搅拌机的拌叶和搅拌锅的内壁擦拭湿润，将称量好的水泥和氧化钙分别倒入搅拌窝，并用低速搅拌 120 秒，使其充分混合均匀。6）将溶解好的硅酸钠溶液，小心倒入搅拌锅内并记录加水时间，先低速搅拌
8、120 秒后停机十五秒，在此时间内快速用刮刀将搅拌叶片和搅拌锅内壁上的水泥浆刮入锅内，再高速搅拌 120 秒后停机，制浆完毕。（2）测量浆液温度。使用量程-5100最小量程为 1的水银温度计测量浆液温度并记录数据。（3）测量浆液比重。每组浆液测量两次，结果取平均值。（4）检测浆液流动性。用校核好的马氏漏斗对浆液进行流动性检测，每组浆液检测两次，检测结果取平均值。（5）制作凝结时间试模。让浆液一次性注满试模，并用玻璃棒轻捣 610次，以排出气泡。制作好后迅速平移至湿气养护箱内养护。测量凝结时间按照GB/T13462001 中的规定执行。（6）浆液析水率试验。将搅拌均匀的浆液分别装入两只编入序号的
9、量筒内，各装 100ml 以上浆液，并记录初始浆液体积。装填浆液时要小心稳妥，以防浆液渐到量筒壁上。浆液加入量筒时间开始，每隔二十分钟记录一次量筒内浆液 5 的体积变化数据，直到三次读数不变时视为析水稳定，停止观测清洗量筒。试验结果取两次结果平均值。（7）限制竖向微膨胀试验。将搅拌均匀的浆液装入膨胀仪，装好千分表并记录千分表初始读数。浆液装入膨胀仪时一定要轻稳，当浆液装至筒内内台阶时应立即停止灌注浆液。然后小心将上口活塞轻轻缓慢装入以刚好接触上口台阶为宜。临近初凝时每十分钟记录一次千分表读数，直到终凝后每两小时记录一次。待终凝后将膨胀仪放入加满水的养护箱内养护，水温调至 20。养护 8小时后读
10、一次千分表读数，以后每天每 8 小时测读一次千分表读数，并做好记录。一直测试到 28 天养护日止。（8）抗压强度试验。每组浆液各制作 3 组 7 天和 28 天抗压强度试模。将搅拌均匀的浆液缓缓装入试模，在浆液初凝后用摸刀抹平模面，并用湿润的纱布覆盖于试模面静养一天后脱模，将模块放入标准养护箱中养护。养护至设计龄期后做抗压强度试验，并记录抗压强度值。5.3 膨胀试验原理及使用装置介绍本次试验方法借鉴 GB510119-2003 附录 B 补偿收缩混凝土的膨胀率及干缩率的测定方法、DL/T5100-1999 附录 C 灌浆用膨胀砂浆竖向膨胀率的测定方法。以这两种方法的试验原理并设计加工制造水泥浆
11、竖向膨胀测定仪，通过探索试验水泥浆竖向膨胀测定仪十分稳定可靠。本试验装置采用外径 58mm，内劲 55mm 的无缝钢管制作膨胀仪主体，主体长 130mm。膨胀仪装置由主体筒，主体筒底盖，主体筒上口活塞，主体筒装夹杆，千分表支架和千分表组成。（1）主体筒。由无缝刚管制成，总长 120 mm，距上口端 20mm 处有一台阶，上口内径 56.5mm，台阶以下内径 55mm，从下口端到台阶面深100mm（即主体容量筒高 100mm） ，在筒体下口端往下 10mm 的外径上有套扣式丝牙，用于连接主体筒底盖。 （2）主体筒底盖。由圆钢精工切削制造而成。高 25mm，外径 62mm,内径 58.2mm,从上
12、口端到底盖内底面深 15mm,从上口端往下 10mm 的内壁上有套扣式丝呀，用于连接主体筒，从上口端往下 10-15mm 有一内径 56.2mm的环带，在此位置上分布有六个倾斜向下开口于底盖外圆面的透水养护孔，孔径 5.2mm。 6 （3）主体筒上口活塞。由圆钢精工切削制造而成。活塞高 15mm,直径56.2mm，在活塞的中心配有一个 8mm 的螺丝孔，并相应配置一根长 50mm的螺丝杆和锁紧螺母。螺丝杆下端面加工成平面，其下端面距活塞底面调制成10mm 的距离，在活塞上配有四个垂直向下的养护孔，孔径 6.7mm。（4）主体筒装夹杆。由 12mm 圆钢磨削而成，全长 150,mm，顶端有20m
13、m 长的装夹区磨制成直径 11mm。装夹杆与主体筒的连接采用电焊焊接，其伸出主体筒 70mm,（5）千分表支架和千分表。表架采用上海西林刃具有限公司制造的表座支架；千分表采用威海市量具厂有限公司生产制造的千分表，量程范围 0-1.0mm,精确值 0.001mm.（6）膨胀仪整体示意图列于下： 7 图 5-1 膨胀仪整体结构示意图5.4 膨胀率的计算方法（1）确定结石体的基本长度结石体的基本长度以膨胀仪最大注浆深度为准，记为 H，本次试验值H=100mm。（2）确定被测量结石体的净长度被测量结石体的净长度以活塞中心测量螺杆低端所插入结石体深度横截面以下结石体的长度，记为 H1， 测量螺杆插入深度
14、记为 h，本次试验 h=10mm。结石体被测净长度 H1H1=H-h 8 （3）计算结石体膨胀量结石体膨胀量以千分表测量膨胀值的累计总和为准，千分表初始读数记为P0，第 i 时刻千分表读数记为 Pi，则 i 时刻结石膨胀量记为 PP=Pi- P0（4）膨胀率计算如下膨胀率记为：，以%表示。=（P/ H 1）*100%6 试验数据收集统计本次试验内容主要包括掺合不同比例参量的膨胀剂浆液与纯水泥浆液基本性能比较、结石力学性能比较以及掺合不同比例参量的膨胀剂的浆液形成水泥结石后在相应龄期内竖向微膨胀率对比试验。试验测试结果数据统计见下表 6-1。 8 表 6-1 试验原始数据统计表不同掺量的膨胀剂各
15、试验组别的试验结果试 验 项 目1 2 3 4 5 6 7 8加水时间 h:min 11：12 10：35 09：52 08：59 09：55 10：25 10：50 11：13配浆水温度（） 17 15浆液温度（） 23 22 21 20 21 20.8 20.3 20第一组 1.820 1.802 1.800 1.790 1.825 1.825 1.820 1.815第二组 1.821 1.801 1.798 1.795 1.828 1.826 1.821 1.814浆液比重（g/cm 3）平均值 1.820 1.801 1.799 1.792 1.826 1.826 1.820 1.81
16、4第一组 71.81 170.21 66.99 209.49 174.19 164.12第二组 71.35 178.33 66.59 215.21 180.45 160.33浆液流动性 (s)平均值 71.58滴流状滴流状 174.3 66.8 212.4 177.3 162.2初凝 7：28 4：05 4：20 5：05 7：53 4：05 4：30 4：40浆液凝结时间(h:min) 终凝 8：35 5：55 6：08 6：35 8：10 6：17 6：20 6：24第一组 200 200 200 200 100 100 100 100入筒读数（mL） 第二组 200200 200 200
17、 100 100 100 100第一组 190.6 200 200 200 95.5 100 100 100第二组 190.8 200 200 200 95.8 100 100 100浆液析水率稳定读数(mL) 平均值 190.7 200 200 200 95.6 100 100 1007d 强度 21.6 15.6 15.5 15.4 23.1 15.8 15.7 15.6结石抗压强度（MPa ） 28d 强度 35.6 26.5 25.6 25.2 36.7 27.4 27.0 26.0第一组 / 83 37 98 / 27 15 15初始读数 第二组 / 37 10 65 / / / /
18、第一组 / 158 118 29 / 5 6 35 小时 第二组 / 203 207 51 / / / /第一组 / 265 195 32 / 79 63 2010小时 第二组 / 357 288 71 / / / /第一组 / 332 251 42.5 / 142 125 72.51d第二组 / 428 347 99 / / / /第一组 / 343 262 46 / 152 136 803d第二组 / 439 357 108 / / / /第一组 / 348 266 48 / 160 141 82.57d第二组 / 441 361 110 / / / /第一组 / 355 273 48 /
19、 169 148 84限制竖向微膨胀试验 (m)28d 第二组 / 442 366 114 / / / /备 注说明：不同掺量的膨胀剂各试验组别 1、2、3、4、5、6、7、8 分别代表的C、CaO、Na 2SiO39H2O 掺量分别为：100%、 0、0，94.2%、3.0% 、2.8% ，94.7%、2.5%、2.8% ，95.2%、2.0% 、2.8%，100%、0、 0，96% 、2.0% 、2.0%，96.3%、1.7% 、2.0%，96.6% 、1.4%、2.0%。 9 说明：以下各节不同参量的膨胀剂各试验组别 1、2、3、4、5、6、7、8 所代表的C、CaO、Na 2SiO39
20、H2O 参量和本表备注描述一致，将不再重复说明。7 试验成果分析7.1 浆液基本性能分析（1）浆液温度变化浆液温度主要来源于水泥与水作用放出热，此称为水化热。影响水泥水化热的因素很多，包括水泥孰料矿物组成、水灰比、养护温度、水泥细度，外加剂混合参量与质量也将影响水泥的水化热。现将水灰比为 0.5：1 的纯水泥浆液与掺合不同比例的膨胀剂的水泥浆液初始温度如下表：表 7-1 0.5：1 浆液的初始温度不同掺量的膨胀剂各试验组别浆液温度测量结果试 验 项 目1 2 3 4 5 6 7 8配浆水温度（） 17 15浆液温度（） 23 22 21 20 21 20.8 20.3 20上表中，试验编号 2
21、、3、4 代表氧化钙参量分别为 3.0%、2.5%、2.0%，9水硅酸钠参量均为 2.8%；组别编号 6、7、8 代表氧化钙参量分别为2.0%、 1.7%、 1.4%，9 水硅酸钠参量均为 2.0%；试验编号 1、5 均为没有掺合外加剂的纯水泥浆。从上表 7-1 可以得出，1）9 水硅酸钠参量为 2.8%、氧化钙参量分别为 3.0%、2.5%、2.0%与没有掺合外加剂的纯浆液有如下规律：没有掺合外加剂的浆液温度最高，为 23，随着氧化钙参量的降低浆液温度随之降低，浆液温度由 22逐渐递减为 21、20。2）1）9 水硅酸钠参量为 2.0%、氧化钙参量分别为 2.0%、1.7%、1.4%与没有掺
22、合外加剂的纯浆液有如下规律：没有掺合外加剂的浆液温度最高为 21，随着氧化钙参量的降低浆液温度随之降低，浆液温度由 20.8逐渐递减为 20.3、20。3）当配浆水温为 17时纯水泥浆液温度为 23，当配浆水温为 15时纯水泥浆液温度为 21，以此可以得出配浆水温越高浆液初始温度就越高。 10 （2）浆液比重试验结果分析采用 NB-1 型泥浆比重称测定浆液的比重。同一种浆液分别测定两次，取平均值作为试验结果。测试结果见下表：表 7-2 纯水泥浆液与掺合一定比例氧化钙及 9 水硅酸钠浆液比重对比表不同参量的膨胀剂各试验组别的试验结果试 验 项 目1 2 3 4 5 6 7 8第一组 1.820
23、1.802 1.800 1.790 1.825 1.825 1.820 1.815第二组 1.821 1.801 1.798 1.795 1.828 1.826 1.821 1.814浆液比重（g/cm 3）平均值 1.820 1.801 1.799 1.792 1.826 1.826 1.820 1.814纯水泥浆液与掺合一定比例氧化钙及 9 水硅酸钠的浆液比重变化曲线如下图：图 7-1 浆液掺合不同比例膨胀剂浆液比重变化曲线从上表 7-2 及上图 7-1 可以得出以下结论，1）纯水泥浆液的比重比掺合膨胀剂浆液的比重略大，外加剂掺合比例越大比重变化越明显。2）纯水泥浆液试验编号 1 与掺合
24、9 水硅酸钠均为 2.8%及氧化钙掺合比例分别为 3.0%、 2.5%、2.0% 的试验编号分别为 2、3、4 对比结果有：纯水泥浆液的比重最大为 1.820g/cm3，随着氧化钙掺量减小浆液比重由1.801 g/cm3 逐渐变化为 1.799 g/cm3，1.792 g/cm 3，呈递减趋势。3）纯水泥浆液试验编号 5 与掺合 9 水硅酸钠均为 2.0%及氧化钙掺合比例分别为 2.0%、 1.7%、1.4% 的试验编号分别为 6、7、8 对比结果有：纯水泥浆液的比重最大为 1.826g/cm3，随着氧化钙掺量减小浆液比重由 11 1.826 g/cm3 逐渐变化为 1.820 g/cm3，1
25、.814 g/cm 3，呈递减趋势。（3）浆液流动度试验结果分析浆液流动度采用马氏漏斗粘度，以注入马氏漏斗中 1500ml，浆液流出946mL 所需的时间表示。同一种浆液分别测定两次，取平均值作为试验结果。测试结果见下表：表 7-3 纯水泥浆液与掺合一定比例氧化钙及 9 水硅酸钠浆液流动度对比表不同掺量的膨胀剂各试验组别的试验结果试 验 项 目1 2 3 4 5 6 7 8第一组 71.81 170.21 66.99 209.49 174.19 164.12第二组 71.35 178.33 66.59 215.21 180.45 160.33浆液流动性 (s)平均值 71.58滴流状滴流状 1
26、74.3 66.8 212.4 177.3 162.2从上表 7-3 可以得出，1）纯水泥浆液试验组编号 1 与掺合 9 水硅酸钠均为 2.8%及氧化钙掺合比例分别为 3.0%、2.5% 、2.0% 的试验编号依次为 2、3、4 流动度对比结果有：纯水泥浆液的流动度较好，为 71.58s，氧化钙掺合比例分别为 3.0%、2.5%的浆液呈滴流状，流动性极差，氧化钙掺合比例为 2.0%的浆液流动度为174.3s，流动性差。同一比对试验中，纯水泥浆液流动度最好，氧化钙掺合量越大，流动性越差。2）纯水泥浆液试验编号 5 与掺合 9 水硅酸钠均为 2.0%及氧化钙掺合比例分别为 2.0%、 1.7%、1
27、.4% 的试验编号依次为 6、7、8 对比结果有：纯水泥浆液的流动度较好，为 66.8s，随着氧化钙掺量减小浆液流动度由215.21s 逐渐减小为 177.3s，162.2s，流动度有转好趋势。同一比对试验中，纯水泥浆液流动度最好，氧化钙掺合量越大，流动性越差。（4）浆液凝结时间试验结果分析浆液凝结时间的测定参照 GB/T1346-2001，采用 657540mm 凝结时间圆模，新标准法维卡仪测定。测定结果见下表：表 7-4 纯水泥浆液与掺合一定比例氧化钙及 9 水硅酸钠浆液凝结时间对比表不同掺量的膨胀剂各试验组别的试验结果试 验 项 目1 2 3 4 5 6 7 8初凝 7：28 4：05
28、4：20 5：05 7：53 4：05 4：30 4：40浆液凝结时间(h:min) 终凝 8：35 5：55 6：08 6：35 8：10 6：17 6：20 6：24纯水泥浆液与掺合一定比例氧化钙及 9 水硅酸钠的浆液凝结时间变化曲线 12 如下图：图 7-2 浆液掺合不同比例膨胀剂浆液凝结时间变化曲线从上表 7-4 和上图 7-2 可以看出，1）纯水泥浆液试验编号 1 与掺合 9 水硅酸钠均为 2.8%、氧化钙掺合比例分别为 3.0%、 2.5%、2.0% 的试验编号依次为 2、3、4 凝结时间对比结果有：纯水泥浆液凝结时间最长，初凝历时 7 小时 28 分，终凝历时 8 小时 35 分
29、；随着氧化钙参量减小浆液浆液凝结时间随之延长，初凝时间由 4 小时 5 分延长到 4 小时 20 分、5 小时 5 分，终凝时间由 5 小时 55 分延长到 6 小时 8 分、6 小时 35 分。2）纯水泥浆液试验编号 5 与掺合 9 水硅酸钠均为 2.0%及氧化钙掺合比例分别为 2.0%、 1.7%、1.4% 的试验编号依次为 6、7、8 凝结时间对比结果有：纯水泥浆液凝结时间最长，初凝历时 7 小时 53 分，终凝历时 8 小时 10 分；随着氧化钙掺量减小浆液浆液凝结时间随之延长，初凝时间由 4 小时 5 分延长到 4 小时 30 分、4 小时 40 分，终凝时间由 6 小时 17 分延
30、长到 6 小时 20 分、6小时 24 分。（5）浆液析水率成果分析将水泥浆液装入 250mL 的量筒中静置，每 20min 进行一次读数，连续三个数达到稳定即达到析水稳定，测定析水持续时间。表 7-5 纯水泥浆液与掺合一定比例氧化钙及 9 水硅酸钠浆液析水率对比表不同掺量的膨胀剂各试验组别的试验结果试 验 项 目1 2 3 4 5 6 7 8第一组 200 200 200 200 100 100 100 100浆液入筒读数（ mL） 第二组 200 200 200 200 100 100 100 100 13 第一组 190.6 200 200 200 95.5 100 100 100第二组
31、 190.8 200 200 200 95.8 100 100 100稳定读数 (mL)平均值 190.7 200 200 200 95.6 100 100 100析水率析水率(%) 4.6 0 0 0 4.4 0 0 0从上表 7-5 可以得出，两组没有加膨胀剂的纯水泥浆液试验编号为 1、5 的析水率分别为4.6%、 4.4%，其他加入膨胀剂的浆液没有析水率，全部为零。从以上结论可知：纯水泥浆可灌性好，加入膨胀剂的浆液析水率小，流动度差，不利于灌浆施工但稳定性好，不析水，形成水泥结石空腔、空隙小。7.2 结石抗压强度分析测试 0.5：1 浆液结石抗压强度。使用 40mm40mm40mm 试模
32、成型，24h 后拆模，置于标准养护室内养护至试验龄期进行强度测试。试验参照水工混凝土试验规程(SD105-82)中“混凝土立方体抗压强度试验” 测定浆液结石抗压强度。表 7-6 纯水泥结石与掺合一定比例氧化钙及 9 水硅酸钠水泥结石强度对比表外加剂掺合物 抗压强度试验 (MPa)试验编组Na2SiO39H2O(%)CaO(%) (1) (2) (3)7d 抗压强 (1) (2) (3)28d 抗压强1 0 0 22.0 21.6 20.9 21.6 38.4 33.8 34.7 35.62 3.0 16.9 15.3 14.7 15.6 26.6 26.9 25.9 26.53 2.5 15.
33、6 15.5 15.3 15.5 25.6 24.7 26.6 25.642.82.0 15.3 14.7 16.2 15.4 25.0 25.0 25.6 25.25 0 0 23.1 24.4 21.9 23.1 38.4 35.7 36.0 36.76 2.0 15.9 15.6 15.9 15.8 28.0 27.9 26.3 27.47 1.7 15.9 15.9 15.3 15.7 27.0 25.8 28.2 27.082.01.47d抗压强 度16.3 15.6 15.0 15.628d抗压强 度26.5 25.2 26.3 26.0纯水泥结石与掺合一定比例氧化钙及 9 水硅酸
34、钠水泥结石 7d、28d 强度变化曲线如下图： 14 图 7-3 水泥浆液掺合一定比例膨胀剂的结石强度与纯水泥结石强度比对曲线从上表 7-6 及图 7-3 可以得出，1）纯水泥浆液试验编号 1 与掺合 9 水硅酸钠均为 2.8%及氧化钙掺合比例分别为 3.0%、 2.5%、2.0% 的试验编号依次为 2、3、4 对比结果有：纯水泥结石 7d、28d 强度值最大分别为 21.6MPa、 35.6MPa；随着氧化钙掺量减小水泥结石 7d 强度依次为 15.6 MPa、15.5 MPa、15.4 MPa，28d 强度依次为 26.5MPa、25.6MPa、25.2 MPa。7d、28d 强度值随着氧
35、化钙参量的减小有递减趋势，但变化曲率平缓，对强度值影响不大；掺合膨胀剂的水泥结石强度较纯水泥结石强度损失值较大，7d 强度损失值在 27.8%28.7%之间，28d 强度损失值在 25.6%29.2%之间。2）纯水泥浆液试验编号 5 与掺合 9 水硅酸钠均为 2.0%及氧化钙掺合比例分别为 2.0%、 1.7%、1.4% 的试验编号依次为 6、7、8 对比结果有：纯水泥结石 7d、28d 强度值最大分别为 23.1MPa、 36.7MPa；随着氧化钙掺量减小水泥结石 7d 强度依次为 15.8 MPa、15.7 MPa、15.6 MPa，28d 强度依次为 27.4MPa、27.0MPa、26
36、.0 MPa。7d、28d 强度值随着氧化钙参量的减小有递减趋势，但变化曲率平缓，对强度值影响不大；掺合膨胀剂的水泥结石强度较纯水泥结石强度损失值较大，7d 强度损失值在 31.6%32.5%之间，28d 强度损失值在 25.3%29.2%之间。从以上结论可以得出：掺合一定膨胀剂对水泥强度值影响较大，7d 强度损失围在 27.8%32.5%之间， 28d 强度损失范围在 25.3%29.2%之间。 15 7.3 限制竖向微膨胀试验分析普通水泥浆中掺入不同比例膨胀剂通过对结石的膨胀率的测试，尝试试验一种能适用于工程回填、接缝灌浆降低或消除因纯水泥浆液析水收缩对灌浆质量影响的最佳掺膨胀剂配合比。试
37、验结果参见下表：表 7-7 浆液掺合一定比例膨胀剂结石膨胀率随时间的变化对比表不同掺量的膨胀剂各试验组别的试验结果试 验 项 目2 3 4 6 7 8第一组 158.0 118.0 29.0. 5.0 6.0 3.0第二组 203.0 207.0 51.0 / / /平均值 180.5 162.5 40.0 5.0 6.0 3.0膨胀率(%) 0.095 0.086 0.021 0.003 0.003 0.002占 7d 膨胀值百分率(%) 45.7 52.1 50.0 3.6 4.0 4.65h 千分表累计读数(m)占 28d 膨胀值百分率(%) 45.2 51.2 48.8 3.4 3.8
38、 4.5第一组 265.0 195.0 32.0 79.0 63.0 20.0第二组 357.0 288.0 71.0 / / /平均值 311.0 241.5 51.5 79.0 63.0 20.0膨胀率(%) 0.164 0.127 0.027 0.042 0.033 0.010占 7d 膨胀值百分率(%) 78.8 77.0 64.3 50.0 44.6 23.210h 千分表累计读数(m)占 28d 膨胀值百分率(%) 78.1 75.6 62.8 47.2 42.3 22.7第一组 332.0 251.0 42.5 142.0 125.0 72.5第二组 428.0 347.0 99
39、.0 / / /平均值 380.0 299.0 70.8 142.0 125.0 72.5膨胀率(%) 0.200 0.157 0.037 0.075 0.066 0.038占 7d 膨胀值百分率(%) 96.2 95.2 88.1 93.8 91.7 90.5限制竖向微膨胀试验24h(1d)千分表累计读数(m)占 28d 膨胀值百分率(%) 95.2 93.4 86.0 84.3 84.6 86.4 16 第一组 343.0 262.0 46.0 152.0 136.0 80.0第二组 439.0 357.0 108.0 / / /平均值 391 309.5 77.0 152.0 136.0
40、 80.0膨胀率(%) 0.206 0.163 0.040 0.080 0.072 0.042占 7d 膨胀值百分率(%) 99.0 98.8 95.2 95.2 97.3 97.772h(3d)千分表累计读数(m)占 28d 膨胀值百分率(%) 98.1 97.0 93.0 89.9 92.3 95.4第一组 348.0 266.0 48.0 160.0 141.0 82.5第二组 441.0 361.0 110.0 / / /平均值 394.5 313.5 79.0 160.0 141.0 82.5膨胀率(%) 0.208 0.165 0.042 0.084 0.074 0.043168h
41、(7d)千分表累计读数(m)占 28d 膨胀值百分率(%) 99.0 98.2 97.7 94.4 94.9 97.7第一组 355.0 273.0 48.0 169.0 148.0 84.0第二组 442.0 366.0 114.0 / / /平均值 398.5 319.5 81.0 169.0 148.0 84.0672h(28)千分表累计读数(m) 膨胀率(%) 0.210 0.168 0.043 0.089 0.078 0.0449 水硅酸钠参量为 2.8%及氧化钙掺合比例分别为 3.0%、2.5%、2.0%试验编号依次为 2、3、4 的水泥结石膨胀率随时间变化曲线见下图：图 7-4
42、掺合不同比例膨胀剂水泥结石膨胀率随时间变化曲线9 水硅酸钠参量为 2.0%及氧化钙掺合比例分别为 2.0%、1.7%、1.4%试验编 17 号依次为 6、7、8 的水泥结石膨胀率随时间变化曲线见下图：图 7-5 掺合不同比例膨胀剂水泥结石膨胀率随时间变化曲线从上表 7-7 及图 7-4、7-5 可以得出，（1）9 水硅酸钠参量为 2.8%及氧化钙掺合比例分别为 3.0%、2.5%、2.0%试验编号依次为 2、3、4 的水泥结石膨胀率随时间变化规律：1）膨胀率随着膨胀时间的增长膨胀率随之增长；氧化钙参量越大，对应膨胀期的膨胀值越大。2）水泥结石第 10h 膨胀值分别为 311.0m、241.5
43、m 、51.5m，对应的膨胀率分别为 0.164%、0.127%、0.027%，占 7d 膨胀值百分比分别为78.8%、 77.0%、64.3%，占 28d 膨胀值百分比分别为 78.1%、75.6%、62.8%。前 10h 膨胀值占 7d 膨胀值百分比在 64%以上，占 28d 膨胀值百分比在 62%以上，故水泥结石的膨胀值前 10h 增长很快，以 28d 膨胀期为限膨胀增长值均超过 60%。3）水泥结石第 1d 膨胀值分别为 380.0m、299.0 m 、70.8m，对应的膨胀率分别为 0.200%、0.157%、0.037%，占 7d 膨胀值百分比分别为96.2%、 95.2%、88.
44、1%，占 28d 膨胀值百分比分别为 95.2%、93.4%、86.0%。前 1d 膨胀值占 7d 膨胀值百分比在 88%以上，占 28d 膨胀值百分比在 86%以上，故水泥结石的膨胀增长值主要集中在前 1d。4）水泥结石膨胀值从 3d 到 28d 期间累计增长百分比曲率平缓，增长速率小，由图 7-4 可以看出水泥结石膨胀率主要增长值集中在前 3d，28d 以后增长 18 值将非常小并趋于平行膨胀时间轴，即停止膨胀值增长。（2）9 水硅酸钠参量为 2.0%及氧化钙掺合比例分别为 2.0%、1.7%、1.4%试验编号依次为 6、7、8 的水泥结石膨胀率随时间变化规律：1）膨胀率随着膨胀时间的增长
45、膨胀率随之增长；氧化钙参量越大，对应膨胀期的膨胀值越大。2）水泥结石第 10h 膨胀值分别为 79.0m、63.0 m、20.0m，对应的膨胀率分别为 0.042%、0.033%、0.010%，占 7d 膨胀值百分比分别为50.0%、 44.6%、23.2%，占 28d 膨胀值百分比分别为 47.2%、42.3%、22.7%。水泥结石的膨胀值前 10h 增长较快，以 28d 膨胀期为限膨胀增长值在 22%48%之间。3）水泥结石第 1d 膨胀值分别为 142.0m、125.0 m 、72.5m，对应的膨胀率分别为 0.075%、0.066%、0.038%，占 7d 膨胀值百分比分别为93.8%
46、、 91.7%、90.5%，占 28d 膨胀值百分比分别为 84.3%、84.6%、86.4%。前 1 天膨胀值占 7d 膨胀值百分比在 90%以上，占 28d 膨胀值百分比在 84%以上，水泥结石的膨胀值前 1d 增长很快，以 28d 膨胀期为限膨胀增长值均超过84%。故水泥结石的膨胀增长值主要集中在前 1d。4）水泥结石膨胀值从 3d 到 28d 期间累计增长百分比曲率平缓，增长速率小，由图可以看出水泥结石膨胀率主要增长值集中在前 3d，28d 以后增长值将非常小并趋于平行膨胀时间轴，即停止膨胀值增长。（3）9 水硅酸钠参量为 2.8%及氧化钙掺合比例分别为 3.0%、2.5%、2.0%与
47、 9 水硅酸钠参量为 2.0%及氧化钙掺合比例分别为 2.0%、1.7%、1.4%对比分析：表 7-8 膨胀剂不同参量结石膨胀率对比分析表Na2SiO39H2O2.8 2.0膨胀试验 CaO 3.0 2.5 2.0最大值最小值 2.0 1.7 1.3最大值最小值5h 膨胀率(%) 0.095 0.086 0.021 0.095 0.021 0.003 0.003 0.002 0.003 0.002占 28d 百分比(%) 45.2 51.2 48.8 51.2 45.2 3.4 3.8 4.5 4.5 3.410h 膨胀率(%) 0.164 0.127 0.027 0.164 0.027 0.
48、042 0.033 0.010 0.042 0.010占 28d 百分比(%) 78.1 75.6 62.8 78.1 62.8 47.2 42.3 22.7 47.2 22.71d 膨胀率(%) 0.200 0.157 0.037 0.200 0.037 0.075 0.066 0.038 0.075 0.038占 28d 百分比(%) 95.2 93.4 86.0 95.2 86.0 84.3 84.6 86.4 86.4 84.33d 膨胀率(%) 0.206 0.163 0.040 0.206 0.040 0.080 0.072 0.042 0.080 0.042 19 占 28d 百
49、分比(%) 98.1 97.0 93.0 98.1 93.0 89.9 92.3 95.4 95.4 89.97d 膨胀率(%) 0.208 0.165 0.042 0.208 0.042 0.084 0.074 0.043 0.084 0.043占 28d 百分比(%) 99.0 98.2 97.7 99.0 97.7 94.4 94.9 97.7 97.7 94.428d 膨胀率(%) 0.210 0.168 0.043 0.210 0.043 0.089 0.078 0.044 0.089 0.044由上表 7-8 可以得出：1）膨胀率随着膨胀时间的增长膨胀率随之增加，各个时段结石膨胀率最大值对应外加剂的掺合量 Na2SiO39H2O 为 2.8%， CaO 为 3.0%；10h 前结石膨胀率最小值对应的外加剂 Na2SiO39H2O 参量为 2.0%，CaO 为 1.4%，1d 到28d 结石膨胀率最小值对应的外加剂 Na2Si
