CL-C型黏土水泥浆本构关系及流变参数时变性研究
2021-03-29田庆浩高岗荣刘书杰
煤炭工程 2021年3期
田庆浩,高岗荣,刘书杰
(1.煤炭科学研究总院建井研究分院,北京 100013;2.北京中煤矿山工程有限公司,北京 100013)
CL-C型黏土水泥浆是当前注浆工程中应用最为广泛的注浆材料之一,由黏土浆及少量水泥、水玻璃组成。该浆液具有性价比高、可注性好、耐久性及堵水效果好等优点,得到了广泛地应用[1-3]。注浆是一个持续的过程,探究浆液的本构关系及表观黏度、剪切应力等流变参数随时间的变化规律,对于研究浆液性质以及浆液在裂隙扩散的过程具有重要意义[4-16]。
浆液的本构关系及流变性是指导研究浆液扩散规律的重要基础条件,但针对CL-C黏土水泥浆的研究仍较少且多未考虑时间因素的影响。本文拟针对CL-C型黏土水泥浆设计室内试验,探究不同配比浆液的流变本构模型,以确定黏土水泥浆流体类型。同时,考虑浆液搅拌时间及剪切速率因素的影响,研究浆液的表观黏度及剪切应力等流变参数的变化规律。
1 CL-C型黏土水泥浆流变试验
1.1 试验材料
试验材料包括:黏土、水泥和水玻璃。黏土取自施工现场,并经实验室高速搅拌机造浆除砂(含砂量3%)后用于室内试验,黏土成分及性能分析结果见表1。水泥为P·I 42.5硅酸盐水泥。水玻璃为钠质水玻璃,浓度37°Bé。

表1 试验用黏土成分及性能分析结果
1.2 试验仪器
1)流变参数测试采用NXS-11型旋转黏度计,其主要技术指标如下,剪切速率可调范围(γ):1.23~996s;表观黏度(η)测量范围:2.8~1.78×107mPa·s;剪切应力(τ)测量范围:27.67~2.2×104Pa。
2)搅拌仪器使用JJ-5型砂浆搅拌机,该搅拌机能够实现对已配置黏土水泥浆较长时间的连续搅拌。……
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