混合砂浆防渗料振动效应的试验研究

徐晓蕾 （盐城工学院，江苏 盐城 224003）

1 概 述

在振动沉模防渗墙的施工设备中，振锤、模板、夹头组成了竖向振动体系。国产电动式振锤的振动频率为10Hz～25Hz，空载振幅4mm～8mm，满载振幅为0.5mm～1mm。模板高度一般在10m～30m范围内。从灌注到浆料初凝之前，可以连续完成多个单板墙的施工。因此，几个相邻单板墙体浆料经反复振动，在初凝前相互混合，使单板体接头处的浆料掺融为一体，从而保证了整体板墙的完整性、连续性[1]。

振动时间过短、防渗料不能很好的混合、时间过长等，均会导致砂浆分层离析，因此对振动时间的研究至关重要[2]。在实际施工过程中振动体系对每立方米浆料的振动影响时间约为30s～80s，因此室内振动台试验所取的振动时间范围的确定为20s～120s。

2 振动效应试验研究

混合砂浆的性能随振动时间如何变化?变化规律如何?采用高30cm、直径为15cm的圆柱体试筒组成分层模型，圆柱体试筒分2节，下节的高度为10cm，上部高度为20cm，试筒间有橡胶垫圈。将分层模型（见图1）置于振动台上，试样一次装入试筒内，进行20～120s不同时间振动，使混合砂浆防渗料的分层性逐渐地表现出来，自上而下分别取出各节试筒内的砂浆，测定其性能指标。

根据防渗料的研究成果，结合已建振动沉模防渗墙工程，考虑到影响砂浆性状的主要因素，本研究设计了下列混合砂浆（见表1）：粉土水泥砂浆，编号C1；粉煤灰粉土水泥砂浆，编号C2；粘土水泥砂浆，编号C3；粉煤灰粘土水泥砂浆，编号C4。

进行不同时间振动，混合砂浆防渗料的分层性逐渐表现出来，自上而下分别取出各节试筒内的砂浆，测定其性能指标，试验结果见表2～表5。试验结果表明砂浆的分层性会随着振动时间的持续而逐渐显现，上下层试筒砂浆的力学性能及抗渗性能的差异性，也随着振动时间而逐渐加剧。

3 试验结果的规律分析

图1 分层模型

图2 混合砂浆抗压强度随振动时间变化情况

混合砂浆防渗料的分层强度试验结果见表2~表5，R1t表示振动t（min）后上层试件的强度，R2t表示振动t（min）后下层试件的强度，R 表示试件的抗压强度。分层性引起了混合砂浆防渗料抗压强度的分层变化。

①分层性的影响，减小了砂浆防渗料的上层抗压强度R1t，增加了砂浆防渗料的下层抗压强度R2t，随着振动时间的持续，上下层的抗压强度差异性越来越明显。

②相同配比同一龄期混合砂浆防渗料的上层抗压强度R1t小于抗压强度R，下层抗压强度R2t大于抗压强度R。

混合砂浆防渗料的配合比 表1

粉土水泥砂浆试验成果 表2

粉煤灰粉土水泥砂浆试验成果 表3

粘土水泥砂浆试验成果 表4

粉煤灰粘土水泥砂浆试验成果 表5

式中：Dcd0表示混合砂浆拌合物的稠度；Dcd表示静置30min后下层试筒混合砂浆的稠度；Dfcd表示混合砂浆拌合物的分层度；Dcdt表示不同振动时间后下层试筒混合砂浆的稠度。

由图2可知：粉煤灰部分取代水泥的粉煤灰粉土水泥砂浆的分层性与粉土水泥砂浆相比，并无明显变化，但是抗压强度却明显降低。所以，粉煤灰部分取代水泥不会影响混合砂浆拌合物的分层性，却会明显改变混合砂浆硬化后的力学性能。可见，粉煤灰部分取代粘土的粉煤灰粘土水泥砂浆的抗压强度优于粘土水泥砂浆。

振动减小了混合砂浆防渗料的上层抗压强度，增加了混合砂浆防渗料的下层抗压强度，随着振动时间的持续，上下层的抗压强度差异性越来越明显。

4 小 结

根据分层模型稠度、分层强度等试验结果，可以得出下列结论：随着振动时间的持续，砂浆防渗料的上层强度减小，下层强度增加，上下层混合砂浆的力学性能差异性越来越明显；由本文所推导的经验公式可求得振动时间对混合砂浆性能指标的影响，用来指导振动沉模施工中不同种类混合砂浆振动时间的选择。

[1]白永年，等.中国堤坝防渗加固新技术[M].北京：中国水利水电出版社，2001.

[2]申爱琴，徐江萍.超声波法测定路用无机非金属材料力学性能的分析研究[J].西安公路交通大学学报，2008(3).