减水剂对固结灌浆浆液粘度的影响试验

第２８卷　第２期　云南水力发电　ＹＵＮＮＡＮ　ＷＡＴＥＲ　ｐＯＷＥＲ　减水剂对固结灌浆浆液粘度的影响试验　杨富亮，陆华山，买晨露　（中国水利水电第三工程局勘测设计研究院，陕西西安摘７１００００）　要：介绍不同胶水比条件下掺减水剂对固结灌浆浆液粘度的影响试验。试验结果表明掺减水剂对于胶水比１：０．６、１：０．５的　浆液粘度影响尤为明显，可显著提高浆液的可灌性，在溪洛渡水电站坝基固结灌浆施工工序中掺加聚羧酸减水剂，固结灌浆施工　质量有效提高，取得了较好的技术经济效益。　关键词：溪洛渡水电站；减水剂；固结灌浆；浆液粘度　中图分类号：＇１３３５２８．０４　．２；１３／５４３　．５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—３９５１《２０１２１０２—００４５—０３　ＤＯｈ１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—３９５１．２０１２．２．００１１　Ｔｅｓｔ　ｏｆ　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ——ｒｅｄｕｃｉｎｇ　Ａｄｍｉｘｔｕｒｅ　ｏｎ　Ｇｒｏｕｔ　Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ　ｆｏｒ　Ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ　Ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ＹＡＮＧ　Ｆｕ—Ｕａｎｇ，ＬＵ　Ｈｕａ—ｓｈａｌｌ，ＭＡＩ　Ｃｈｅｎ—ｌｕ　（Ｓｕｒｖｅｙ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＳｉｎｏＨｙｄｒｏ　Ｅｌｌｇｉ瑚啦Ｘｉ’ａｎ　７１００００，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ）　Ｂｕｒｅａｕ　３　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｏｆ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ａｇｅｎｔ　ｏｎ　ｓｌｕｒｒｙ　ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ　ｏｆ　ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｔｉｌｌ—　ｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｗａｔｅｒ—ｃｅｍｅｎｔ　ｒａｔｉｏｓ．Ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｒｅｖｅａｌ　ｔｈａｔ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ａｇｅｎｔ　ｈａｓ　ｓｉｇｎｉｉｃａｎｔ　ｅｆｆｆｃｔ　ｏｎ　ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ　ｏｆ　ｅｓｌｕｒｒｙ　ｗｉｈ　ｍｉｔｘ　ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ　ｏｆ　１：０．６　ａｎｄ　１：０．５　ｉｎ　ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ，ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｒｅｍａｒｋａｂｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｐｌａｃｅａｂｉｌｉｙ　ｏｆｔ　ｓｌｕｒｒｙ，ｔｈｕｓ　ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ　ｔｃｈｎｉｅｃａｌ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｆｏｒ　ｈｅ　ｄａｍ　ｆｔｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｏｆ　Ｘｉｌｕｏｄｕ　ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　ｐｒｏｊｅｃｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｘｉｌｕｏｄｕ　Ｈｙｄｒｏｐｅｗｅｒ　Ｓｔａｔｉｏｎ；ｗａｔｅｒ　ｒｅｄｕｃｉｇ　ａｎｇｅｎｔ；ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ；ｇｒｏｕｔ　ｖｉｓｃｏｓｉｙ　ｔＯ引言　溪洛渡水电站拦河大坝为混凝土双曲拱坝，最　浆主要用于对坝基各类岩体进行灌注，加密灌浆主　要针对层内、层间错动带进行灌浆。　溪洛渡大坝工程地处玄武岩地区，裂隙较为发　育，层间层内错动带较多，地质条件复杂，地层对压　力敏感，灌浆易出现抬动变形，固结灌浆工程难度较　大。结合溪洛渡水电站坝基固结灌浆施工，在室内　大坝高２８５．５０　ｍ，坝顶高程６１０．Ｏ０　ｍ，正常蓄水位　６ＯＯ．Ｏ０　ｍ，最大水头２３０．００　ｍ，对坝基的物理、力学　性能要求高。大坝建基面地层均为二叠系上统峨眉　山玄武岩（Ｐ２ｊ３），建基面岩体类型主要为Ⅲ　和Ⅱ类　岩体，岩体结构类型主要为次块状、块状、镶嵌碎裂　结构等。在玄武岩地层中广泛分布着层间错动带、　层内错动带、挤压带以及节理裂隙等，这些地质结构　进行了固结灌浆浆液掺减水剂与不掺减水剂粘度比　较试验，根据试验结果提出了相应的建议，节约了灌　浆成本，有效的指导了施工，保证了固结灌浆的施工　质量，加快了施工进度。溪洛渡大坝固结灌浆工程　２０１０年共计完成灌浆量９６　３００　ｍ，为年计划　１１Ｏ．０７％　对坝基岩体的整体性、均质性带来了不利的影响，据　勘探资料显示，河床坝段建基面以下尚有部分物理　力学性能较差的Ⅲ，类岩体，因此需对拱坝坝基采　取固结灌浆，以提高坝基岩体的均质性、整体性，增　强坝基的承载能力、抗变形能力和防渗能力。坝基　１原材料　水泥：坝基灌浆现场抽取的四川峨胜水泥股份　有限公司生产的峨胜Ｐ・０４２．５水泥，水泥品质满足　固结灌浆分为常规灌浆和加密灌浆两大类，常规灌　收稿１３期：２０１１—０７—２１　作者简介：杨富亮（１９６５一），男，河南滑县人，高级工程师，主要从事水利水电工程施工技术及试验室管理工作。　云南水力发电　２０１２年第２期　ＧＢ１７５—２００ｒ７《通用硅酸盐水泥》的技术要求。　外加剂：ＪＭ—ＰＣＡ（江苏博特新材料有限公司）、　Ｘ４０４、Ｘ４１４（成都百固建筑材料有限公司）聚羧酸减　水剂。　１）不同胶水比条件下，掺０．５％ＪＭ—ＰＣＡ减水　剂后，浆液的抗压强度３　ｄ增加５．０　ＭＰａ左右、７　ｄ约　增加７．０　ＭＰａ～１２．０　ＭＰａ；相同胶水比条件下，随着　ＪＭ—ＰＣＡ减水剂掺量从０．３％增至０．５％，浆液的凝　结时间延长约４　ｈ以上，掺量０．６％时，凝结时间延　长１０　ｈ左右。　ｌ５０　∞１４０　２固结灌浆浆液试验　试验设备为：①粘度计：采用上海昌吉地质仪器　有限公司生产的１００６型泥浆粘度计；②压力机：采　ｌ＝：＝　＼　＼　＼　＼　０＼　、、．　１：０．６　ｌ：０．８　ｌ：１　１：２　用无锡建仪仪器机械有限公司生产的ＮＹＬ一３００Ｄ　压力机；③抗折机：采用无锡建仪仪器机械有限公司　生产的ＤＫＺ一５０００Ａ水泥抗折试验机。　２．１缓凝型ＪＭ—ＰＣＡ减水剂与不掺减水剂水泥浆　液试验　９０　８Ｏ　７０　胶水比　采用１：０．６和１：０．８的浆液掺与不掺减水剂对　比试验强度结果见表１，不同减水剂掺量对凝结时　间及浆液流动度比较试验结果见表２，采用泥浆粘　度计进行的浆液粘度比较试验结果见表３及图１。　表１　固结灌浆浆液结石强度试验结果表　图１粘度试验曲线图　２）掺ＪＭ—ＰＣＡ减水剂的浆液粘度小于不掺减　水剂的浆液，尤其对１：０．６的浆液很明显，说明掺缓　凝型减水剂后，浆液的可灌性有显著提高。当胶水　比增大后，掺ＪＭ—ＰＣＡ减水剂的作用减小，对１：２　的浆液掺减水剂几乎没有作用。　２．２非缓凝型减水剂水泥浆液试验　采用Ｘ４０４和ＪＭ—ＰＣＡ两种非缓凝型减水剂进　行了固结灌浆浆液凝结时间、粘度对比试验，试验结　果见表４、表５、图２。　从试验结果可以看出：　１）掺非缓凝型减水剂后，凝结时间相应延长，　表２不同减水剂掺量凝结时间试验结果表　并且随着掺量的增加而增加，掺量０．６％、１：０．８胶　水比时，Ｘ４０４减水剂初凝时间延长１：４０，终凝时间　延长５７　ｍｉｎ；ＪＭ—ＰＣＡ减水剂初凝时间延长３：０９，终　凝时间延长２：２３。　表４不同减水剂（非缓凝型）固结灌浆浆液凝结时间　试验结果表　表３粘度比较试验结果表　备注：粘度试验采用泥浆粘度计进行，但将底部的孔１２缩小。　从试验结果可以看出：　杨富亮，陆华山，买晨露减水剂对固结灌浆浆液粘度的影响试验　４７　表５不同减水剂（非缓凝型）固结灌浆浆液粘度试验结果表　２）掺非缓凝型减水剂的浆液粘度小于不掺减　水剂的浆液，尤其对１：０．６及１：０．５的浆液很明显，　浆液的可灌性有显著提高，掺Ｘ４０４和ＪＭ—ＰＣＡ减　水剂的水泥浆液可灌性无明显差异。当胶水比增大　１４０　１３Ｏ　ｌ２０　ｌｌＯ　ｌ００　９０　８０　７０　ｌ：０．６　１：０．８　胶水比　图２两种外加剂粘度对比试验曲线图　浆液的强度和可灌性，凝结时间相应延长。掺减水　剂的浆液粘度均小于不掺减水剂的浆液，尤其对于　胶水比小于１：０．６浆液，可显著减小浆液的粘度，浆　液的可灌性有显著提高，胶水比１：０．６的浆液掺减　水剂后的粘度或可灌性接近１：０．８和１：１的可灌　性。当胶水比增大后，掺减水剂的作用减小，对１：２　的浆液掺减水剂几乎没有作用。因此建议除１：２的　浆液外，在其它胶水比的浆液中掺加非缓凝型减水　剂，掺量０．４％～０．６％。　２）为了提高固结灌浆浆液的可灌性，业主已采　用在大坝基础固结灌浆工序中按普通水泥用量的　１：Ｏ．８以上，掺减水剂的作用减小。　２．３　Ｘ４１４型减水剂水泥浆液粘度试验　采用Ｘ４１４型减水剂进行了固结灌浆浆液粘度　试验，试验结果见表６、图３。　表６　Ｘ４１４减水剂固结灌浆浆液粘度试验结果表　水　从试验结果可以看出，掺Ｘ４１４减水剂的浆液粘　度小于不掺减水剂的浆液，尤其对１：０．６及１：０．５　的浆液很明显，说明掺Ｘ４１４型减水剂后，浆液的可　灌性有显著提高。当胶水比增大后，掺减水剂的作　用减小，对胶水比大于１：０．８的浆液，掺Ｘ４１４减水　剂后浆液粘度变化很小。　３结语　１）无论掺缓凝型或非缓凝型减水剂，可以提高　图３　Ｘ４１４不同掺－不同胶水比下的粘度曲线圈　Ｏ．５％掺入聚羧酸减水剂。为防止灌浆引起的坝基　混凝土抬动，适时对灌浆压力进行调整，根据透水率　采用相应的开灌胶水比，既保证了灌浆质量，亦加快　了施工进度，有效保证了混凝土的正常施工。通过　对固结灌浆效果进行跟踪检查，岩体透水性大大降　低，均能满足设计要求，声波值整体提高１０％，变形　模量等物探测试灌后比灌前均有较大幅度提高。　通过在溪洛渡水电站大坝固结灌浆工序中掺加　聚羧酸减水剂，固结灌浆施工质量有效提高，取得了　较好的技术经济效益。