温轮胶对高性能灌浆料流变性能的影响.pdfVIP

温轮胶对高性能灌浆料流变性能的影响 赵青林1 2 2。何涛1，陶方元1，郭王欢1，周明凯1 l武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉，430070 2硅酸盐材料工程教育部重点实验室，武汉，430070 摘要；采用桨式流变仪，在固定灌浆料水灰比不变的情况下，测试了在恒定剪切速率 与变化剪切速率下湓轮胶对灌浆料料浆表观粘度的影响。结果表明，在大水灰比下引入少 量的温轮胶可有效抑制灌浆料的泌水和离析。温轮胶对水泥基灌浆料浆料粘度的影响具有 二重性：一方面随着温轮胶掺量的增加，温轮胶自身的增稠特性使得浆料的粘度增加；另 一方面温轮胶通过延缓水泥水化而消弱因水泥水化引起的浆体粘度增加，造成料浆表观粘 度和屈服应力的相对降低。在二者共同作用下，料浆在不同的测试条件下表征出不同的流 变特性。同时，为使浆液性能更加稳定，掺温轮胶后灌浆料宜采用高速搅拌，并需保证一 定的搅拌时间。从整体来看，掺温轮胶后灌浆料的流变曲线符合Herschel—Bulkey流体模型， 浆体表征为时变性非牛顿流体，随着温轮胶掺量的增加，屈服应力和塑性粘度K值随搅拌 时间延长呈现增大的趋势。 关键词：温轮胶；灌浆料：流变性能 1引言 水泥基灌浆料在各工程领域中的应用愈来愈广泛，其灌浆效果是否优良主要取决于灌 浆材料本身和灌浆施工技术。为了满足工程对高流态的需要，灌浆料用水灰比一般较高， 在这种情况下，防止浆液的泌水和离析显得非常的重要。为满足高水灰比下灌浆料抗离析， 各种外加剂也因此纷纷涌现，市售稳定剂的畅销就充分体现了这一需求。在诸多稳定剂中， 考虑到使用时对生态和环境效应的影响，生物聚合物也因此成隽新宠，从属生物聚合物类 的温轮胶己被发现其是使灌浆料和混凝土稳定和阻止离析的最好选择。 在应用中，温轮胶具有几个胜于任何其他生物聚合物优势，它们是[1】： (1)在溶解状态中粘度发展迅速； 赵青林：副研究员，博士，武汉理工大学材料科学与工程学院，硅酸盐材料工程教育部重点 实验室，武汉，430070 (2)在浓聚物溶液中即使含量低至0．1‰，其也能发挥高粘度的有效性； (3)温度稳定性达150℃； (4)对二价阳离子，如钙，表现出相对稳定性。 这些优良特性使它在水泥浆、砂浆、混凝土及高温钻井液中得到推广应用。关于温轮 胶对水泥浆液流变性能的影响以及温轮胶在干粉类水泥灌浆料中的使用也曾有人研究过 [2-3]，但温轮胶对灌浆料流变性能的影响还需进一步探明。因此为了使掺温轮胶的灌浆料在 工程中得到更好的使用，本文就温轮胶对灌浆料浆液流变性能的影响进行了相应探讨。 2原材料及试验方法 2．1原材料 1)灌浆料 为实验室自制灌浆料。相应化学成分见表1。 表1灌浆料化学成份 2)温轮胶 温轮胶为市售，其分子结构示于图l。实验用温轮胶在25℃不同浓度下的表观粘度随 剪切速率的变化而变化的关系示于图2。从图2可以看出，温轮胶属于典型的假塑性流体， 在相同浓度时其溶液表观粘度随剪切速率的增加而明显降低，而在相同剪切速率下，随浓 度增加，即由浓度C-=O．ose,／L增至C=0．79／L时，其表观粘度增大。 加 ∞ ∞ ∞ 一譬d)趟捶饔_罄 ’脸锻嗡吣t∞ ∞ 0 髟睁’ 0 40 80 120 L60 200