再生砂粉基同步注浆料组成设计与性能研究

IV摘要随着我国城镇化发展,房地产行业兴起，许多老旧的建筑被拆除,万丈高楼平地起，带给人们更加舒适的生活环境和更加赏心悦目的新式建筑。但拆除这些老旧建筑产生了大量废弃混凝土,使得人们不得不考虑如何处置安放这些建筑垃圾。在大多数工程中会将这些废弃混凝土就地掩埋，或者用卡车运送到荒郊野外随意堆放，这样的处理方法虽然方便，但却会污染生态环境，不符合国家可持续发展的战略目标。因此,将废弃混凝土进行无害化处理或者回收利用是当前城市发展中亟待解决的问题。目前回收利用废弃混凝土方法包括现场再生技术，制成再生水泥和再生砂粉等。相比于原生水泥和自然砂粉，再生水泥和再生砂粉的性能都有所不如，因此，如何将这些材料二次利用的同时满足施工要求，是当前废弃混凝土废物利用的难题所在。本文将主要讨论再生砂粉在同步注浆料中的应用。主要内容为改变再生砂级配，观察同步注浆料在不同级配下的性能变化，然后用废弃混凝土块制成的再生微粉,部分取代粉煤灰,研究其对同步注浆料的流动性和力学性能的影响,最后改变再生砂掺量，观察同步注浆料的性能变化。试验结果表明,(1)同步注浆料随着再生砂变细流动度降低，抗压强度先增大后减小，抗折强度与中砂含量成正比。同步注浆料在细砂占比20%，中砂占比50%，粗砂占比30%时流动度最好，抗压抗折强度最高。(2)再生微粉替代粉煤灰的量越多稠度，流动度上升，抗压抗折强度下降(3)再生砂掺量越高，流动度和稠度越低；再生砂掺量过低或者过高都会导致抗压和抗折强度降低。关键词：同步注浆料；再生砂；再生粉

AbstractWiththedevelopmentoftheurbanizationinourcountry,theriseoftherealestateindustry,manyoldbuildingshavebeendismantled,high-risesrisefromtheground,bringingpeoplemorecomfortablelivingenvironmentandmorepleasantnewconstruction.Butdemolishingtheseoldbuildingshascreatedalotofwasteconcrete,whichhasforcedpeopletoconsiderwhattodowiththeconstructionwaste.Inmostprojects,thesewasteconcretewillbeburiedonthespot,ortransportedtothewildernessbytruckandpiledatwill.Althoughsuchtreatmentmethodisconvenient,itwillpollutetheecologicalenvironmentanddoesnotconformtothestrategicgoalofsustainabledevelopmentofthecountry.Therefore,itisanurgentproblemtomakewasteconcreteharmlesstreatmentorrecyclinginthecurrenturbandevelopment.Atpresent,therecyclingmethodsofwasteconcreteincludesiterecyclingtechnology,makingreclaimedcementandreclaimedsandpowder.Comparedwiththeoriginalcementandnaturalsandpowder,theperformanceofreclaimedcementandreclaimedsandpowderisinferior.Therefore,howtomeettheconstructionrequirementswhilereusingthesematerialsisthedifficultproblemoftheutilizationofwasteconcretewasteatpresent.Thispapermainlydiscussestheapplicationofreclaimedsandpowderinsynchronousgrouting.Themaincontentistochangethereclaimedsandgradation,observetheperformancechangesofsynchronousgroutingmaterialindifferentlevels,andthenusethereclaimedmicropowdermadeofwasteconcreteblocktopartiallyreplacetheflyash,studyitsinfluenceonthefluidityandmechanicalpropertiesofsynchronousgroutingmaterial,andfinallychangethereclaimedsandcontent,observetheperformancechangesofsynchronousgroutingmaterial.Thetestresultsshowthat(1)thecompressivestrengthofsynchronousgroutingmaterialincreasesfirstandthendecreasesasthefluidityofreclaimedsandbecomesfiner,andtheflexuralstrengthisproportionaltothecontentofmediumsand.Whentheproportionoffinesandis20%,mediumsandis50%andcoarsesandis30%,thefluidityisthebestandthecompressiveandflexuralstrengthisthehighest.(2)Themoretheamountofrecycledpowderreplacesflyash,thehighertheconsistency,thehigherthefluidity,andthelowerthecompressiveandflexuralstrength.(3)Thehigherthecontentofrecycledsand,thelowerthefluidityandconsistency;Toolowortoohighrecycledsandcontentwillleadtothereductionofcompressiveandflexuralstrength.Keywords:Synchronoussizing;Reclaimedsand;Recycledpowder目录9202摘要 I30033Abstract II15835第一章绪论 139631.1引言 1136541.2研究背景 1241301.3研究现状 251051.3.1废弃泥浆相关处理技术 286391.3.2废弃混凝土处理技术 5274491.4论文结构 630669第二章同步注浆料的基础知识 746032.1同步注浆料使用目的 7212182.2同步注浆料的性能要求 7133822.3同步注浆料分类 8277722.4单液硬性浆性能影响因素 952892.5惰性浆料性能影响因素 1114311第三章研究思路及试验方法 1341703.1研究思路 13165083.2研究内容 13176043.3研究意义 13303383.4原材料 13281483.5试验方案 14185133.6测试与表征方法 15787第四章实验结果与讨论 1844654.1再生砂级配对同步注浆料性能的影响 1855934.2再生粉对同步注浆料性能的影响 22306644.3再生砂掺量对同步注浆料性能的影响 2719323结论与展望 31202391.论文工作总结 31181062.工作展望 317469参考文献 3221353致谢 351绪论引言当今社会，科学技术的快速发展让我们得以修建高楼大厦，挖掘地下隧道以修建地铁，但与此同时，大量建筑的拆除修建产生了大量的废弃混凝土，地下隧道的挖掘产生了大量的泥浆，这些废弃物如果不进行无害化处理或回收利用，就会影响人们的生活，危害环境。研究背景随着中国经济实力的提高，城市化进程的推进，人口的增多，城市轨道交通的重要性越来越突显，为缓解交通压力，许多城市开始修建隧道。在隧道工程建设中,越来越多工程建设单位选择盾构法施工,盾构机被广泛应用于铁路、地铁、公路、市政、水电隧道等工程[1]。其中，泥水盾构常用于穿江越海隧道的建设。然而，泥水盾构在施工过程中不可避免地会产生大量的废弃泥浆，废弃泥浆产生量大约为隧道的2-3倍[2]。如何处理这些泥浆成为人们头疼的难题。一方面，盾构泥浆直接排放，会改变排放点所在地区的生态环境，大量动植物会因为生态环境的骤然改变，例如废弃泥浆运输船偷偷将弃浆排放在江河中，会大大增加河流的含沙量，导致河道堵塞；将废弃泥浆直接就近填埋，则会使填埋地植物和土壤环境产生巨大影响；另一方面，对盾构泥浆进行无害化处理需要较高的成本，处理完的固态泥需要通过卡车运送往填埋点，这又是一大负担。因而施工方往往不愿意承担这部分费用。据统计，我国每年排放的废弃泥浆量约为250多万m3,其中二分之一直接被排放到自然环境中[3]。即使将废弃泥浆用运输车从工地上运走，也会因为废弃泥浆较高的含水率，在运输过程中发生撒漏，影响市容市貌，影响居民的生活。由此可见，对盾构废弃泥浆的无害化处理进行相关研究，使其具有经济价值，对国家绿色发展的战略目标具有积极作用。混凝土在经济与社会的发展中起着至关重要的作用，现如今，几乎已经找不到不使用混凝土的建筑物了。然而，大量使用混凝土也带来了一系列问题。混凝土的原料水泥在生产过程中会排放大量的碳，研究表明，每生产1t水泥熟料，就会排放0.85t的碳，全球每年生产水泥排放的碳约占总排放量的7%[4]。在配制混凝土的过程中还需要大量使用砂石，这使得砂石的消耗增长迅速，联合国环境规划署统计显示，全球砂石用量已比20年前增加了200%，其中有相当一部分充当混凝土的原材料，这也使得砂石的价格逐年递增，据中国砂石协会统计,2022年1月份天然河砂均价高达145元/t,约是2017年均价的2.14倍。与此同时，我国房屋建设快速更迭，使得废弃混凝土大量产生。据不完全统计，每年产生的废弃混凝土大约在1亿吨左右。城市废弃混凝土如果不做无害化处理，会造成以下问题：（1）将废弃混凝土运送到郊外的过程中会有较多的粉尘飘散在空气中，造成空气污染，影响人们的健康；（2）废弃混凝土本身偏碱性，会与适宜耕种的土壤发生反应，使土壤中大量微生物，小动物死亡，最终使土壤失去活性，无法再生长作物；（3）随着城市的扩张，这些郊外也会逐渐纳入城市规划中，这就使得这些用于填埋废弃混凝土的地方无法被利用，使得城市的扩张遇到阻碍，不利于可持续发展；（4）大量废弃混凝土堆积于城市周边，会形成“热岛效应”[5]，严重影响城市内人们的生活。因此，废弃混凝土再生利用是建筑行业可持续发展的重要方向和社会进步的重要课题。将废弃混凝土破碎作为再生砂粉可以解决自然砂资源紧缺，价格昂贵的问题，又能让城市环境问题得到显著缓解，符合国家和可持续发展战略。研究现状1.3.1废弃泥浆相关处理技术目前国内外关于盾构废弃泥浆无害化处理的方法主要分为3种：①将盾构渣浆作为壁后注浆材料，实现现场利用。其相关技术为泥水平衡盾构渣浆处理系统，渣浆再利用制备注浆材料技术;②渣浆固液分离，其主要方式为化学絮凝和机械絮凝，其相关技术为渣浆固液分离技术;③借鉴石油钻井渣浆处理技术对盾构渣浆进行固化其相关技术为渣浆固化处理技术[4]。（1）泥水盾构渣浆处理系统泥水平衡盾构渣浆处理系统由泥浆制备系统，环流系统，分离系统和调浆系统组成[5]。盾构废弃泥浆在分离系统中将粒径大于35um的泥质颗粒筛分出去，余下的泥浆进入调浆系统进行调配，使泥浆的密度和粘度达到盾构机泥膜形成和开挖面稳定的要求。[6]多余的泥浆可以经过三级酸碱处理后安全排放[7]，其主要流程如图1-1所示。图1-1：泥水盾构渣浆处理系统工艺流程Fig1-1：Processflowofslurryshieldslurrytreatmentsystem在盾构掘进时，土层与管道之间会存在空隙，为防止地表沉降，需要在空隙中注入同步注浆液。壁后注浆材料主要为水泥、粉煤灰、粉细砂、膨润土（黏土）、水、添加剂（减水剂）[8]。废弃泥浆的主要成分为水和膨润土，在理论上存在用废弃泥浆替代水和膨润土的可能性。（2）渣浆固液分离技术固液分离技术主要分为两步：絮凝脱水和机械脱水。泥浆主要由水和固体颗粒组成，能够维持长时间的悬浊体系，固体颗粒的粒组成分对泥浆的性质有很大的影响，其中砾粒和砂粒由于颗粒较大很容易沉淀分离，而黏土颗粒表面带有负电荷，在黏土颗粒四周形成一个电场，相互土颗粒之间产生斥力，而在电场的作用下，水中的阳离子被吸引分布在颗粒周围，水分子是一种极性分子，在电场中发生定向排列，形成双电层结构，颗粒之间不容易絮凝沉淀，因此泥浆能长时间保持悬浊而不易分离[9]因此，只有破坏泥浆的双电层结构才能实现固液分离。图1-2：絮凝脱水机理示意图[10]Fig1-2：Schematicdiagramofflocculationdehydrationmechanism絮凝脱水技术主要往废弃泥浆中加入作为絮凝剂的水溶性高聚物，使固体颗粒发生聚集，当加入絮凝剂时,它会离子化,并与离子表面形成价键.为克服离子彼此间的排斥力,絮凝剂会由于搅拌及布朗运动而使得粒子间产生碰撞,当粒子逐渐接近时,氢键及范德华力促使粒子结成更大的颗粒.碰撞一旦开始,粒子便经由不同的物理化学作用而开始凝集,较大颗粒粒子从水中分离而沉降[11]。其原理可以由胶体稳定性理论来解释。根据DLVO理论，降低ζ电位能够有效降低排斥能峰，加速胶粒相撞聚集。在水溶液中投入电解质可降低胶粒的ζ电位。大多数粘土颗粒表面带负电荷，投入Al3+、Fe3+等阳离子电解质，可以中和粘土颗粒表面的负电荷，双电层厚度被压缩，如图1-2所示。为保持胶体电性中和所需要的扩散层厚度，胶体滑动面上的ζ电位降低，胶体颗粒因失去稳定性而迅速聚沉。絮凝剂按化学成分的不同,分为无机絮凝剂、有机絮凝剂。絮凝脱水技术是渣浆固液分离技术中必不可少的一步，对固液分离起到至关重要的作用。在完成絮凝脱水后，下一步进行的是机械脱水。机械脱水就是利用机械外力施加于絮凝脱水后的泥浆上，迫使其固液分离。机械脱水法经常采用过滤法和离心法。过滤法是用滤层（多孔性材料如金属丝网）对湿淤泥进行过滤，使滤液（水分）渗过滤层，半固态或固态的淤泥留在滤层上。离心法是借淤泥中固液比重差所产生的不同离心倾向，将泥水分离。土工管袋脱水法是利用由高强土工织物制成的起过滤作用的管带状材料，利用材料自身的过滤结构、压力将水分排出。[12]机械脱水优点显著，具有脱水能力强，机器占用土地面积小等优点。表1-1：各类机械使用优缺点[12]Table1-1：Advantagesanddisadvantagesofallkindsofmachineryuse设备名称优点缺点真空过滤机可以连续完成过滤，洗涤，吸干，滤布再生等作业附属设施较多板框压滤机间歇性运行设备，能耗相对较低，密闭性非常好，可以实现暗流排放，可对泥饼进行洗涤，操作压力高，可加热泥饼，滤饼含水量少，对各物料的适用能力强能耗较高，需要间歇性操作，生产效率相对较低带式过滤机占地小，维护简单，可连续生产，处理能力高滤饼含水量较高，运行成本高离心脱水机占地空间小，维修及更换方便，可连续生产，操作简单因转轮或螺旋的外缘极易磨损，更换成本较高，能耗较高土木管袋脱水法施工工艺简单，成本相对较低场地需求量大，工期长，易堵塞原有路径，脱水效果较差（3）渣浆固化处理技术渣浆固化处理法在废弃泥浆中加入固化剂，使渣浆中的固体颗粒被固化剂包裹或者发生化学反应形成不溶物，最终是废弃泥浆失去流动性。泥浆处理剂分为有机处理剂和无机处理剂。无机处理剂一般为氢氧化钠、碳酸钠、氯化钠和氢氧化钙等,一般用于调节泥浆的pH值和提高粘土造浆率;有机处理剂一般为天然高分子、改性高分子和人工合成高分子材料,主要改善泥浆的流变特性和失水特性,提高泥浆护壁的能力[13]（4）总结废弃泥浆总量巨大，虽然部分泥浆可以通过泥水盾构渣浆处理系统循环利用，但仍有大量泥浆亟待处理，迫切需求一种经济环保，高效回收利用盾构泥浆的方法。本文将探讨将高含水盾构废弃泥浆用于同步注浆料的原材料的可行性。1.3.2废弃混凝土处理技术堆放填埋将废弃混凝土运往郊外会造成粉尘污染，影响城市景观；直接就地填埋的处理方法不仅要耗费大量的人力物力财力，还要占用大量土地面积用于堆放，对堆放地所在地区的土壤造成巨大破坏。随着占用土地面积的逐渐增大，更是会造成垃圾围城的不良现象，使得城市在未来发展中受限，在另一方面也是对可回收资源的巨大浪费。现场再生技术现场再生技术即是将旧路面的废弃混凝土粉碎后，用作新路面的桩基材料[20]，不仅节省了运送废弃混凝土的费用和堆放土地，还可以提高公路的质量。在沪太路拓宽工程建设中，工程队将废弃混凝土破碎筛分后，按照3：7的比例将废弃混凝土与传统混凝土混合。混合出来的混凝土在性能上与普通混凝土没有太大的区别，满足工程中的性能要求。通过使用这种新型混凝土，该项工程节省14万吨的天然石子，折合成本700万元。原级资源化原级资源化处理方法主要是通过一系列物理、化学方法将废弃混凝土回收利用，主要生产为再生水泥和再生骨料两大方面[21]。原级资源化的回收率更高，再生水泥或者再生骨料在替代原生材料20%-50%仍能保持较好的工作性能废弃混凝土再生水泥原料主要有大颗粒再生水泥熟料、粉体再生水泥熟料、再生全组分再生水泥熟料和作水泥熟料混合材[22]骨料处理方法是将废弃混凝土通过各种化学或物理方式处理得到不同粒径的粗细骨料，用于制备成各种需求的混凝土产品[23]。其制作方法有机械研磨法，加热研磨法，湿处理法等。论文结构本文分为四章。其中第一章简述了回收利用废弃混凝土和盾构泥浆的研究背景和意义等。第二章节从同步注浆料的使用目的、性能要求、分类，性能影响因素四方面详细的讲述了同步注浆料的基础知识。第三章介绍了试验的设计思路，原材料，实验方案和相关实验方法。第五章节是同步注浆料性能的结果与分析同步注浆料的基础知识2.1同步注浆料使用目的在盾构施工中使用同步注浆料的优势可以在以下四个方面中得到体现：[14]①尽早填充地层,减少地基沉陷量,保证周围环境的安全性。在盾构施工的过程中，盾构机在盾尾搭建管片后脱离，使得土层与管片之间形成间隙，土层在短时间内处于无支撑状态，如果不及时填补空隙，土层有可能发生坍塌变形，造成地表沉降，使地表建筑物出现严重安全隐患，也会使管片承受过大压力。发生偏移。因此，及时注入同步注浆料，对减少地层变形量，防止隧道偏移起到至关重要的作用。②确保管片衬砌的早期稳定性和间隙的密实性。盾构管片起到支撑隧道的作用，因此保护盾构管片是延长隧道使用寿命的必要条件。在管片与土层之间密实均匀地注入注浆材料，一方面可以使管片均匀受力，防止管片因受力不均而破损，另一方面由于浆料在凝结后具有一定强度，可以固定管片，防止管片上浮，增强稳定性[15]③作为衬砌防水的第一道防线,提供长期、均质、稳定的防水功能。如果同步注浆料的注入效果不好，容易导致土层内地下水渗透浆料凝结层，进入隧道内，土层内地下水减少会导致地下水位下降，最终引发地层变形，严重威胁隧道安全。④作为隧道衬砌结构的加强层,使其具有耐久性和一定的强度。同步注浆料在土层与管片之间形成保护层，使管片防酸防腐，同时加大了管片壁厚，增强了耐久度和强度。2.2同步注浆料的性能要求为满足上述使用目的，同步注浆料在性能上有如下要求：[16](1)注浆浆液应具有良好的充填性，除盾构尾翼间隙外不会流失到其他区域(不流向工作面)；(2)注浆浆液流动性好，保证管道运输不会堵管，结垢；(3)注浆材料具有不易被地下水稀释的特性；(4)当浆体充填均匀时，浆体早期强度与原状土相等；(5)硬化体的体积收缩和渗透系数均小于地层；(6)无污染(或低污染)，注浆材料成本合适。依据上述原则，在工程上我们需要在稠度，凝结时间，抗压强度，流动度，泌水率等方面有所要求。如表2-1，,2-2所示：表2-1：同步注浆液的性能要求Table2-1：Performancerequirementsforsimultaneousgroutinjection项目技术要求水泥基石灰基稠度（mm）≥100且≤130≥100且≤1302h稠度经时损失(mm)≤20≤20流动度（mm）≥160且≤280-2h流动度损失（mm）≤40-泌水率（%）≤3.5≤3分层度（cm）≤0.6≤0.6凝结时间（h）≥10且≤24≥12且≤72结石率（%）≥96≥96水下抗分散性能试验（pH值）≤9≤10表2-2：硬化水泥基注浆材料的性能要求Table2-2：Performancerequirementsforhardenedcement-basedgroutingmaterials项目技术要求2d28d抗压强度（MPa）≥0.8≥25水陆强度比≥652.3同步注浆料分类按照组成来分类可以将同步注浆料分为单液型浆料和双液型浆料。单液型浆料又可以分为惰性浆液和活性浆液。惰性浆液是由粉煤灰、砂、石灰膏、水和外加剂等拌合而成,浆液中不含水泥等凝胶物质,早期和后期强度都很低。活性浆液是由粉煤灰、砂、水泥、水和外加剂等拌合而成,具备一定的早期强度和后期强度[17]。从原材料上看，惰性浆料没有添加水泥，而活性浆料有添加水泥且占据重要地位，是主要成分。双液型浆料由两部分组成。一部分是活性浆液，其主要成分是水泥，粉煤灰，砂子，膨润土，减水剂等材料。另一部分为速凝剂，多为水玻璃。两部分按照工程上的要求混合起来就是双液型浆料。虽然双浆液性能优异，早期强度和最终强度都很高。由于双浆液价格昂贵，且施工工艺较为复杂，容易堵管，所以国内仍少有应用。单浆液价格较为便宜，且早期强度高，足够满足一般地层的施工需求，因此得到较为广泛的应用。表2-3：3种浆液类型性能比较[18]Table2-3：Performancecomparisonofthreegrouttypes单液惰性浆（无水泥）单液硬性浆（有水泥）双液浆（水泥+水玻璃）早期强度低较高很高最终强度较小大大限制性易流失有流失基本不流失填充性好较好较好堵塞问题基本无存在易堵管价格便宜一般贵2.4单液硬性浆性能影响因素根据对目前工程上常用注浆材料的分析，与单液硬性浆性能有关的影响因素分别为：水胶比、胶砂比、膨水比、粉灰比，减水剂。其中膨水比为膨润土与水的含量之比,减水剂为减水剂含量所占胶凝材料的百分数,粉灰比为粉煤灰与水泥的含量之比，而水胶比为水与凝胶材料（水泥和粉煤灰具有胶结性，因此被称为凝胶材料）的含量比重。根据工程实践，常用水胶比范围在0.6-0.8之间,胶砂比范围在0.5-0.7之间,膨润土与水之比为0-0.2之间,减水剂为胶凝材料的0-1%之间,水泥与粉煤灰的相对含量比为1.0-2.0之间[18]。流动度浆液流动度主要受膨水比、减水剂含量影响,流动度随膨水比的增大而显著减小,减水剂含量的增加有利于流动度的升高。浆液流动度还会随着时间逐步减小，其减小速率在浆液制成初始时最快，而后不断减慢。因此，为防止浆液堵管，应随用随配，在流动度较大时完成注浆。凝结时间浆液凝结时间是指同步注浆料由凝胶态转变为固态所用的时间。凝结时间的长短主要膨水比、减水剂含量有相对明显的关系,凝结时间随膨水比的增大而显著缩短,当膨水比已经来到较大的区间时,任何微小的变化都会使凝结时间大幅变化。减水剂含量的增多使得凝结时间延长。浆液凝结时间过短可能会导致堵管，还有可能使注浆填隙效果不完全密实；凝结时间过长则可能引发地层变形。因此，要合理控制膨水比，减水剂含量以达到适合的凝结时间泌水率泌水率主要受水胶比、膨水比、减水剂和粉灰比影响,泌水率随水胶比、减水剂含量、粉灰比的增大而增大,随胶砂比、膨水比的增大而减少。浆液泌水的原理是浆液中的自由水一方面未与水泥发生水化反应，另一方面没有被凝胶材料吸附，受到的束缚最少，可以从砂浆内部经过密密麻麻的如同水管般的微小缝隙泌出。依据这个原理，当水胶比增大时，浆液中的自由水含量增加，使得泌水量增加；减水剂让泌水率增加的原理在于替代水分被砂子吸附，使得自由水含量增加，泌水率增加；粉灰比增大，由于粉煤灰的活性比水泥低很多，因此被粉煤灰吸附的结合水就相应减少，自由水增加，泌水率增加；当胶砂比增大时，浆液中的凝胶材料增加，吸附的水分增多，自由水减少，泌水率减少；膨水比增大时，膨润土吸收了部分的自由水使得泌水率下降。体积收缩率体积收缩率主要与水胶比、膨水比、减水剂的变化有关,体积收缩率随着水胶比、减水剂和粉灰比的增大而增大,随膨水比的增大显著减少。2.5惰性浆料性能影响因素单液惰性浆料的性能主要与水胶比（水与消石灰同粉煤灰的质量之比）、胶砂比（消石灰同粉煤灰与砂的质量之比）、粉灰比（粉煤灰与消石灰的质量之比）、膨水比（膨润土与水的质量之比）、减水剂的变化有关[19]。稠度惰性浆液稠度的大小主要与水胶比，膨水比有关，胶砂比也会影响流动度变化，但其影响较小。随着水胶比的增大，惰性浆液的稠度快速增大；随着膨水比的增大，惰性浆液的稠度减小。凝结时间惰性浆液的凝结时间主要与水胶比和胶砂比有关。随着水胶比的增大，浆液凝结时间增大。随着胶砂比的增加，浆液凝结时间增大。倾析率惰性浆液的倾析率主要与水胶比和粉灰比有关。随着水胶比增大，浆液中的自由水成分增加，使得浆液的倾析率增大；随着粉灰比的增大，倾析率逐渐增大。固结收缩率固结收缩率主要与水胶比有较为紧密的关系。水胶比增大，自由水增多，固结后水流失较多，收缩率大。研究思路及试验方法3.1研究思路再生砂份的级配会对同步注浆料的性能产生影响，故需要研究什么配比的再生砂粉具有较好的性能表现将粉煤灰按一定比例逐步替换为再生粉，观察再生粉的掺入会对性能产生什么影响改变原始配方中的砂子用量，观察砂子的多少会对性能产生什么影响。3.2研究内容（1）研究再生砂级配对同步注浆料的稠度，流动度，抗压强度，抗折强度的影响；并观察用废弃泥浆替代膨润土的可行性。（2）通过减少粉煤灰占比，逐步提高再生微粉的占比，研究再生微粉替代粉煤灰对同步注浆料稠度，流动度，抗压强度，抗折强度，泌水率的影响，明确再生微粉在同步注浆料中的作用机理，验证再生微粉替代粉煤灰在同步注浆料中的可行性。（3）通过调整再生砂掺量，研究再生砂掺量对同步注浆料稠度，抗压强度、抗折强度，流动度的影响，明确再生砂对制备地铁同步注浆料的影响，对其作用机理进行深入研究。3.3研究意义随着交通建设不断向地下发展，盾构法在工程中得到越来越多的应用。然而，每次盾构施工都会产生大量的废弃泥浆，这些废弃泥浆如果不经处理就直接排放填埋，会严重污染当地生态环境。目前废弃泥浆的无害化处理多是采用固液分离的方法，虽然降低了泥浆排放量，但是没有从根本上解决问题。将废弃泥浆用于替代同步注浆料的原材料，不仅可以避免污染环境，还可以节省处理废弃泥浆，调配同步注浆料的费用。另一方面，目前关于将废弃泥浆用于同步注浆的文献还相对较少，因此需要开展实验以进行可行性验证。3.4原材料（1）42.5级水泥实验中所采用的水泥为越堡水泥厂生产的PO42.5R水泥。其相关性能如下：表3-1普通硅酸盐水泥基本性能Table3-1BasicpropertiesofPortlandcement密度（g/cm3）标准稠度用水量（%）初凝时间（min）终凝时间（min）抗折强度（MPa）抗压强度（MPa）3d28d3d28d3.0927.61602056.08.830.254.9（2）粉煤灰实验中使用的粉煤灰由黄埔电厂生产的Ⅱ级粉煤灰，其相关性能如下：表3-2粉煤灰的基本性能参数Table3-2Basicperformanceparametersofflyash密度（g/cm3）细度烧失量（%）需水量比（%）28d活性指数（%）2.321.72.69382（3）再生砂实验中再生砂为废弃混凝土破碎筛分后获得。再生砂通过二次筛分为三个颗粒区间，分别为：0.075~0.3mm、0.3~1.18mm、1.18~4.75mm。如图3-1所示。再生粉（0.075mm以下），水，泥浆。图2-1不同粒径区间再生砂粉实物图：(a)0.075-0.30mm;(b)0.30-1.18mm;(c)1.18-4.75mm其相对性能如表3-3所示：表3-3不同粒径区间再生砂粉物理性能颗粒尺寸(mm)堆积密度(g·cm-3)表观密度(g·cm-3)吸水率(%)0.075-0.301.452.565.420.30-1.181.422.546.141.18-4.751.392.516.96（4）再生微粉由于从废弃混凝土中获得的自然再生微粉极少，故选择用再生砂通过球磨机球磨得到粒径0.075mm以下的再生微粉。盾构泥浆本实验所用盾构泥浆为浓缩处置后含水率为50%的盾构泥浆，其成分组成如表3-4所示：表3-4盾构泥浆（干）成分组成Table3-4Compositionofshieldmud(dry)SiO2CaOAl2O3Fe2O3K2OMgOSO3LOL*其他盾构泥浆(%)37.9924.7419.763.181.681.491.188.891.093.5试验方案试验原始配方选择广州地铁四号线现场配比，如表3-1所示。设编号为1-1。表3-1：原始硬性浆液配方（kg/m3）Table3-1：Originalhardgroutformula（kg/m3）编号水泥粉煤灰砂水膨润土水胶比1-12403201100470300.84根据文献中浆液配比方案作为原始配比方案,将其中的膨润土替换成泥浆，对初选浆液配方进行稠度，流动度，泌水率，抗压强度，抗折强度的试验。判断该原始浆料的性能是否满足施工性能要求。试验一：再生砂级配对同步注浆料性能的影响表3-2：不同再生砂级配的同步注浆料配方（kg/m3）Table3-2：Simultaneousgroutingformulaofdifferentreclaimedsandgradations（kg/m3）编号水泥（kg/m3）粉煤灰（kg/m3）再生砂（kg/m3）再生砂级配水（kg/m3）泥（kg/m3）1-124032011002:3:5470301-224032011002:5:3470301-324032011002:7:1470301-424032011004:3:3470301-524032011006:3:147030按表3-2中再生砂级配分别配制出同步注浆料，测量稠度，流动度，抗压强度，抗折强度观察再生砂级配对同步注浆料性能的影响实验二：再生粉（替代粉煤灰）对同步注浆料性能的影响表3-3：掺入不同再生粉质量的同步注浆料配方（kg/m3）Table3-3：Simultaneousgroutingformulaofmixedwithdifferentqualityofrecycledpowder（kg/m3）编号水泥（kg/m3）粉煤灰（kg/m3）再生粉（kg/m3）砂（kg/m3）水（kg/m3）泥（kg/m3）2-124032001100470302-224025664(20%)1100470302-3240192128(40%)1100470302-4240128192(60%)1100470302-524064256(80%)110047030按表3-3中分别配制出同步注浆料，其中再生砂的级配选用实验一中性能表现较好的一组，测量稠度，流动度，泌水率，抗压强度，抗折强度，观察再生粉对同步注浆料性能的影响实验三：砂子多少对同步注浆料性能的影响表3-4：掺入不同质量的泥浆的同步注浆料配方（kg/m3）Table3-4：Asimultaneousslurryformulationincorporatingdifferentqualitiesofmud（kg/m3）编号水泥（kg/m3）粉煤灰（kg/m3）砂（kg/m3）砂子级配水（kg/m3）泥（kg/m3）细：中：粗3-12403209002:5:3470303-224032010002:5:3470303-324032011002:5:3470303-424032013002:5:3470303-524032015002:5:347030按表3-4中分别配制出同步注浆料，其中再生砂的级配选用实验一中性能表现较好的一组，再生粉的替代量选用实验二中性能表现较为优秀的一组，测量稠度，流动度，抗压强度，抗折强度。观察再生粉对同步注浆料性能的影响3.6测试与表征方法同步注浆料性能测试需要进行如下试验：稠度试验砂浆稠度仪如图3-1所示，操作方法如下：1.取出砂浆稠度仪摆放于水平平台上，用湿布擦拭试锥和承载砂浆容器，移动滑杆观察滑杆移动是否顺畅，如果滑杆移动阻塞，则用少量的润滑油擦拭滑杆，并用吸油纸将多余的油吸净。2.取出承载砂浆容器，将同步注浆料一次性倒入承载砂浆容器中，直到倒入的同步注浆料表面与容器口距离约10mm左右。取出捣棒，自容器中心向边缘插捣25次,使同步注浆料均匀分布，最后摇动容器或者用捣棒在容器口轻敲几下，使同步注浆料表面平整，将容器放回底座固定[21]。3.拧开固定滑杆的制动螺丝,控制滑杆缓慢向下滑动,使试锥与同步注浆料表面接触,拧紧制动螺丝,记录此时刻度盘上的读数（精确至1mm）4.拧开制动螺丝,试锥会向下插入同步注浆料中，用秒表计时10s，10s后固定螺丝,转动控制齿条测杆滑动的螺丝，使其下端接触滑杆上端,从刻度盘上读出此时的读数（精确至1mm）。5.将两次读数的值相减得到的数即为同步注浆料的稠度值6.圆锥形容器内的同步注浆料,只允许测定一次稠度,重复测定时,应重新取样测定。注：应取两次测量的稠度值的平均值作为最终该组的稠度值，精确到1mm;如果两次测量的稠度值相差大于10mm，则试验数据不准确，应重新配制该组同步注浆料，重新测量图3-1砂浆稠度仪Figure3-1mortarconsistencymeter流动度试验试验仪器为NLD-3型水泥胶砂流动度测定仪，如图3-2所示，操作方法如下：连接电源，在正式测量流动度前，启动跳桌，使其空跳25下，即一个周期。擦拭跳桌台面，试模内壁，捣棒和小刀，擦拭完后将试模放在台面上，用湿布盖在上面以保持内壁湿润。同步注浆料分两次倒入试模中，第一次倒入三分之二，用小刀在相互垂直的方向上各划5下，再用捣棒按照从边缘到中心的顺序捣压15次，捣压深度为倒入高度的一半左右，使同步注浆料均匀分布。第二次倒入同步注浆料，使浆料溢出试模口约2mm左右，用小刀在相互垂直的方向上各划5下，再用捣棒按照从边缘到中心的顺序捣压10次，捣压深度不超过第一次倒入的高度。取下模套，用小刀将溢出试模的同步注浆料抹去，用湿布擦净台面。垂直向上取出试模，同时启动跳桌，等待其跳25下。用卡尺在两个相互垂直的方向上测量直径，取其平均值，此平均值即为该组同步注浆料的流动度。注：流动度测量应在同步注浆料加水后6min内完成。图3-2NLD-3型水泥胶砂流动度测定仪Figure3-2NLD-3cementmortarfluiditytester（3）泌水率试验1.取容量为1000ml的试样筒，用湿布擦拭干净试样筒内壁，在天平上称量试样筒质量2.将同步注浆料装入试样筒中，用振实台振实（当浆体略微溢出时为振实），用小刀抹平，称量试样筒加同步注浆料的质量3.将试样筒置于水平平台上，盖好盖子，保持温度为20℃左右4.计时3小时，第一小时内每10min打开盖子吸取表面溢出的水，而后每30min吸一次水，直到计时时间结束。计算公式如下:泌水率（%）=泌水体积（ml）/试样浆体内含水量（g）强度试验测量同步注浆料抗压，抗折强度的试验仪器有JJ-20H型水泥砂浆搅拌机，40mm×40mm×160mm试模，水泥胶砂振实台，HBY-40A型水泥混凝土恒温恒湿标准养护箱，恒温水池，TYE-300D型水泥胶砂抗折抗压试验机，如图3-3所示,试验测试方法如下：在搅拌容器中加入同步注浆料除水之外的原材料，在砂浆搅拌机中预搅拌90s后，加入试验配方中规定量的水，继续搅拌，直至同步注浆料混合均匀。用布将试模内壁擦拭干净，并涂上脱模油，防止浆料成型后无法从试模上取下，将同步注浆料倒入试模，并在振实台上固定，启动振实台，使浆料振实振实后，将试模从振实台取出放于桌面上，用保鲜膜覆盖于试模上，防止浆料与外界空气接触。将试模放入标准养护箱中,等待24h成型，24h后从养护箱中取出试模，脱模取出试块，放入恒温水池中，直到实验要求的天数。将试块从水池中取出，用干布擦拭干后，在抗折抗压试验机上测量出抗压，抗折强度。 图3-3（a）JJ-20H型水泥砂浆搅拌机（b）40mm×40mm×160mm试模（c）水泥胶砂振实台（d）HBY-40A型水泥混凝土恒温恒湿标准养护箱（e）恒温水池（f）TYE-300D型水泥胶砂抗折抗压试验机Figure3-3(a)JJ-20Hcementmortarmixer(b)40mm×40mm×160mmmoldtest(c)cementmortarshakingtable(d)HBY-40Acementconcreteconstanttemperatureandhumiditystandardcuringbox(e)constanttemperaturepool(f)TYE-300Dcementmortarbendingandcompressivetestingmachine实验结果与讨论本章先研究再生砂级配对同步注浆料的影响，选出其中性能表现较好的一组作为接下来试验的原始配方。在此基础上，用再生粉取代粉煤灰，研究再生粉替代粉煤灰对同步注浆料性能的影响。在其他条件不变的情况下，改变砂子的含量，观察随砂子含量变化同步注浆料性能的变化。4.1再生砂级配对同步注浆料性能的影响砂子在同步注浆料中基本不参与水化反应，主要起到支撑的作用，由于砂子在同步注浆料的原材料组成中占比较大，因此再生砂级配对同步注浆料的流动度和抗压强度等具有较大的影响。表4-1展示了同步注浆料在不同级配下性能的变化表4-1实验一相关数据Table4-1Relevantdataofexperiment1编号砂子级配（细：中：粗）稠度（mm）流动度（mm)3d抗压强度（MPa）7d抗压强度（MPa）3d抗折强度（MPa）7d抗折强度（MPa）1-12：3：5119.5249.512.81-22：5：312324514.419.03.34.11-32：7：1118219.511.220.02.94.01-44：3：312021112.81-56：3：112016911.916.02.84.04.1.1稠度和流动度图4-1展示了再生砂级配对同步注浆料稠度与流动度的影响，随着砂子逐渐变细，流动度逐渐降低，当再生砂级配从2：3：5到2：5：3时，同步注浆料流动度降低幅度较小，流动度从249.5mm降低到245mm，从4：3：3到6：3：1时，流动度极大降低，从211mm降低到169mm，从整体上看，流动度降低幅度逐渐增大。流动度的降低是由于砂子越细，比表面积越大，要将细砂包裹需要的水泥浆就越多；实验一中各组水泥浆用量保持不变，细砂越多，水泥浆用量越大，则包裹再生砂表面的水泥浆厚度减少；水泥浆在颗粒间起到润滑的作用，由于水泥浆厚度减少，再生砂间的摩擦和机械咬合力会增大，使同步注浆料的流动性下降。稠度随砂子级配的变细变化不明显，只在120mm附近波动从图4-2我们可以观察到，同步注浆料随着砂子变细，同步注浆料离析，泌水现象减少。这是因为随着砂子逐渐变细，比表面积增大，附着于砂子表面的水需求量增大，自由水减少，使得泌水现象减少。图4-1稠度与流动度随砂子变细的变化情况Figure4-1Consistencyandmobilitychangewithsandthinning（1-2）（1-3）（1-4）（1-5）图4-2实验一流动度测量图Figure4-2FlowmeasurementdiagramofExperiment14.1.2抗压强度如图4-3所示，随着砂子变细，抗压强度整体呈先增大后减小的趋势，即粗砂太多，或者细砂太多都会导致抗压强度的降低。3d抗压强度随砂子变细依次为12.8MPa、14.4MPa、11.2MPa，12.8MPa和11.9MPa。7d抗压强度随砂子变细依次为13.9MPa、19MPa、20MPa，16.2MPa和16MPa。1-1的再生砂级配为2:3:5，粗砂较多，使得颗粒间的空隙率较大，较为松散的颗粒结构降低了抗压强度。1-4和1-5的再生砂级配分别为4:3:3，6:3:1，细砂较多，一般来说，再生砂越小，其本身越接近球形态，球形之间直接接触面积最小，相互之间的摩擦力也最小，因此细砂越多，再生砂之间的摩擦力，机械咬合力都会越小，导致了其强度的降低，另一方面细砂越多，表面积越大，与浆体结合的部位也越多，然而，细砂与浆体之间的结合力相对较弱，容易分离。因此细砂含量的增加使得同步注浆料内部多了许多易破坏的界面，这对于同步注浆料的力学性能同样不利。图4-3抗压强度随砂子变细的变化情况Figure4-3Changeofcompressivestrengthwithsandthinning4.1.3抗折强度图4-4展示了随着砂子的变细抗折强度的变化情况，抗折强度先增大，后减小，最后基本不再改变。从1-1到1-2，即中砂从30%提高到50%，3d抗折强度从2.9MPa提高到3.3MPa，7d抗折强度从3MPa提高到4.1MPa。而从1-2到1-3，即中砂从50%提高到70%，抗折强度反而有所下降，3d抗折强度从3.3MPa降低到2.9MPa，7d抗折强度从4.1MPa降低到4MPa。在1-4和1-5，中砂占比均为30%，抗折强度基本不再发生变化。从上述数据中，我们可以发现颗粒级配对抗折强度和抗压强度的影响是不同的，抗压强度高的其抗折强度不一定高，且随着砂子变细，抗折强度在有一个较大的增长后缓慢变小，甚至不再改变。抗折强度受中等粒径的含量的影响较大。从1-1到1-2，中砂从30%提高到50%，抗折强度得到较大的提高。但从1-2到1-3，中砂从50%提高到70%，抗折强度反而下降，原因是中等粒径含量超过50%时，由于粗砂和细砂含量过少，堆积密度会下降，说明同步注浆料各原材料之间的结合力有所下降，进而造成抗折强度的下降。1-4和1-5的中砂均保持在30%，所以变化不大。图4-4抗折强度随砂子变细的变化情况Figure4-4Changeofbendingstrengthwithsandthinning4.1.4小结通过上述试验数据的对比，发现随着砂子变细，稠度没有明显变化，流动度逐渐降低，可见细砂占比不能过高以保持其较好的流动性，1-1和1-2组的流动度均在250mm左右，流动性较好；抗压强度随着砂子变细先增大后减小，较好的抗压强度的组为1-2的2：5：3和1-3的2:7:1；抗折强度主要与中砂占比成正比关系，且中砂占比应高于30%，低于70%；综上所述，实验组1-2既有较好的流动度，也有较好的抗压，抗折强度，故将其级配比2:5:3作为后续试验的基础配比。4.2再生粉对同步注浆料性能的影响废弃混凝土在资源化处理的过程中会产生再生骨料和粒径小于0.075mm的再生微粉。再生微粉的主要成分为未水化的部分水泥、硬化水泥石及砂、石骨料碎屑，其本身活性不高，但具有一定的微集料填充效应和火山灰效应，具有高附加值应用的潜质[28]。因此，本段将讨论用再生微粉替换不同比例的粉煤灰对同步注浆料性能的影响。其相关数据如表4-2。本次实验中再生微粉是由粗细骨料在球磨机中球磨60min制成，相比废弃混凝土脱出的在上微粉，比表面积更大，活性更强。表4-2实验二相关数据（a）和（b）Table4-2Relevantdataofexperiment2（a）and（b）编号粉煤灰占比再生微粉占比泌水率稠度（mm）流动度（mm)2-1100%0%9.28%117.7233.52-280%20%5.77%1202482-360%40%6.32%1212502-440%60%6.67%1232552-520%80%7.03%126249（a）编号粉煤灰占比再生微粉占比3d抗压强度（MPa）7d抗压强度（MPa）3d抗折强度（MPa）7d抗折强度（MPa）2-1100%0%4.12-280%20%10.92-360%40%7.72-440%60%2.12-520%80%2.7（b）4.2.1稠度和流动度图4-5展示了同步注浆料稠度与流动度随再生微粉取代率提高的变化趋势，从折线图上显示稠度与流动度都随着再生微粉的取代率提高而不断增加，再生微粉取代率从2-1的0%到2-5的80%，稠度从117.7mm提高到126mm，流动度从240mm提高到255mm。这说明再生微粉的加入使得结构更加松散，相比粉煤灰更大程度上减小了颗粒之间的摩擦，再生微粉中的微小颗粒更多，对凝胶材料粉体颗粒之间的间隙具有更好的填隙作用，使得更多的自由水从内部析出，增加了同步注浆料的稠度和流动性。另一方面，再生微粉经过球磨机打磨后，整体均匀光滑，球形颗粒造成的滚珠效应有助于提高流动度和稠度。图4-5稠度与流动度是再生微粉取代率提高的变化情况Figs.4-5XRDpatternsofelectric-arc-furnacesteelslagcompactedsolids2-12-22-32-42-5图4-6实验二流动度测量图Figs.4-6FlowmeasurementdiagramofExperiment24.2.2抗压强度图4-7展示了同步注浆料抗压随再生微粉取代率提高的变化，从图4-7可以看到，随着再生微粉替代率从0提高到80%，抗压强度明显下降，3d抗压强度从13.2MPa降低到了4.5MPa，7d抗压强度从18.9MPa降低到5.6MPa。且随着再生微粉取代率的提高，从3d抗压强度到7d抗压强度的增长量越来越小。抗压强度降低的原因在于磨细的再生微粉颗粒相比于粉煤灰仍然具有较粗的粒径和较低的水化活性，这就使得替代粉煤灰后会导致同步注浆料内部缺陷增多，填充效应减小以及水化产物减少，这就使得再生微粉替代粉煤灰后抗压强度降低，取代率越高，抗压强度越低。另一方面，随着取代率的提高，从3d到7d抗压强度增长量减小的原因在于粉煤灰本身具有火山灰活性，但反应速度慢，随着时间的增长，越来越多的粉煤灰会参与水化反应，使得抗压强度得到极大的加强。加入再生微粉后，由于再生微粉只有部分具有活性，随时间增长，参与水化反应的再生微粉量也不会增加，因此随着掺入再生微粉量的增加，同步注浆料随时间变化抗压强度增长量变小。图4-7抗压强度随再生微粉取代率提高的变化情况Figure4-7Changesofcompressivestrengthwiththeincreaseofreplacementrateofregeneratedpowder4.2.3抗折强度从图4-8可知，抗折强度随着再生微粉的替代率提高而不断降低，与抗压强度的变化相比，7d抗折强度相比于3d抗折强度增长变化基本一致。再生微粉替代造成抗折强度下降的原因在于再生微粉颗粒会与周围的Ca(OH)2构成微小界面过渡区，由再生微粉构成的界面过渡区有较多的裂缝和孔隙，会对抗折强度造成较大的影响。图4-8抗者强度随再生微粉取代率提高的变化情况Figure4-8Changeofresistancestrengthwiththeincreaseofregeneratedpowdersubstitutionrate4.2.4泌水率图4-9展示了电泌水率随再生微粉取代率增长的变化情况，随着再生微粉的增加，泌水率先下降后增加，再生微粉从0%到20%，泌水率从9.28%下降到5.77%，之后再生微粉从20%到80%，泌水率都在不断上升。再生微粉取代率从0%到20%泌水率下降的原因是因为再生微粉具有多孔结构，使得部分自由水被吸附在孔隙中，在毛细作用下泌水率下降。而后泌水率缓慢上升是由于再生微粉过多导致大量再生微粉无法参与粉煤灰的水化过程来产生额外的水化产物，即大量再生微粉未参与水化反应使得大量自由水溢出，使得泌水率上升。图4-9泌水率随再生微粉取代率增长的变化情况Figure4-9Changesofbleedingratewiththeincreaseofreplacementrateofregeneratedpowder4.3再生砂掺量对同步注浆料性能的影响同步注浆料由水泥，砂子，粉煤灰，水，膨润土，减水剂等组成，砂子在其中发挥着重要的作用，一方面砂子因其较小的粒径可以吸附水泥浆体，增加混凝土内部的摩擦力，另一方面砂子可以填充骨料空隙，增加流动度，砂子还对同步注浆料的抗压，抗折强度具有非常大的影响。因此，本章将讨论再生砂掺量对同步注浆料性能的影响，其相关数据如下：表4-3实验三相关数据Table4-3Relevantdataofexperiment3编号再生砂掺量（kg/m3）稠度（mm）流动度（mm)3d抗压强度（MPa）7d抗压强度（MPa）3d抗折强度（MPa）7d抗折强度（MPa）3-19001232939.014.02.23.03-2100012224710.43-31100119.52404.13-413001201938.33-515007011513.317.03.0稠度和流动度如图4-10所示，随着再生砂掺量的增加，同步注浆料流动度不断降低，说明再生砂较少时流动度较高，再生砂较多时流动度降低。其原因是在再生砂较少时，只有部分水泥浆能与再生砂结合形成砂浆，使得同步注浆料的包裹性，粘聚性很差，且由于再生砂含量少，再生砂之间的摩擦力也很低，使得流动性很高。随着砂子含量的增加，粘聚性，保水性增加，再生砂之间的摩擦力变大，使得同步注浆料流动性变低，从图3-10可发现，加入1500kg/m3的3-5流动度大幅下降至115mm，这是由于再生砂过多导致再生砂表面积过大，水泥浆不够完全包裹，导致流动性大幅下降。稠度在3-1到3-4，即900-1300kg/m3之间有缓慢下降，从123mm降低到120mm,在3-5的1500kg/m3大幅下降，从120mm降低到70mm。说明在砂子掺量在900-1300kg/m3之间水泥浆的量均能满足对再生砂的包裹，保持稠度不发生巨大改变。在1500kg/m3时再生砂已经过多，导致稠度大幅下降。图4-10稠度和流动度随再生砂掺量增加的变化情况Figure4-10Changesofconsistencyandmobilitywiththeincreaseofreclaimedsandcontent4.3.2抗压强度和抗折强度图4-11，图4-12展示了不同再生砂掺量下抗压强度和抗折强度的变化，抗压强度和抗折强度均随着再生砂掺量的提高先上升后下降最后又上升。在实验组3-3，再生砂掺量为1100kg/m3时抗压强度达到最高，其3d抗压强度为13.2MPa，7d抗压强度为18.9MPa。抗折强度同样在1300kg/m3时达到最高，其3d抗折强度为3.4MPa，7d抗压强度为4.1MPa。从实验组3-1的900kg/m3再生砂掺量到实验组3-3的1100kg/m3再生砂掺量，强度逐渐增加，这是因为再生砂掺量较低时，同步注浆料的砂浆量较少，水泥浆有所富余，容易发生泌水现象，形成泌水道，增加同步注浆料内部的空隙率，同步注浆料的密实度较低，强度较低，随着再生砂的增加，密实度增加，砂浆量增加，强度有了显著的增强。从3-3的1100kg/m3再生砂掺量到3-4的1300kg/m3，强度有所下降，这是因为再生砂掺量较大，再生砂总表面积得到提高，使得水泥浆不足以将再生砂完全包裹，粘聚性严重变差，浆料内部孔隙增多变大，导致同步注浆料内部结合力下降，浆料硬化后强度会降低。在3-5，虽然强度有所提高，然而试块表面出现大量明显的孔洞，说明再生砂掺量已经过高，使得水泥浆不能很好的覆盖再生砂。图4-11抗压强度随再生砂掺量增加的变化情况Figure4-11Changesofcompressivestrengthwiththeincreaseofrecycledsandcontent图4-12抗折强度随再生砂掺量增加的变化情况Figure4-12Thebendingstrengthchangeswiththeincreaseofrecycledsandcontent结论与展望论