RU2513567C1 - Способ определения количества цемента в грунтоцементном материале конструкции - Google Patents
Способ определения количества цемента в грунтоцементном материале конструкции Download PDFInfo
- Publication number
- RU2513567C1 RU2513567C1 RU2012146570/03A RU2012146570A RU2513567C1 RU 2513567 C1 RU2513567 C1 RU 2513567C1 RU 2012146570/03 A RU2012146570/03 A RU 2012146570/03A RU 2012146570 A RU2012146570 A RU 2012146570A RU 2513567 C1 RU2513567 C1 RU 2513567C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cement
- pulp
- amount
- soil
- graphite
- Prior art date
Links
Landscapes
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии строительства и может быть использовано для определения количества цемента в грунтоцементном материале при создании строительных конструкций посредством струйной цементации. Способ определения количества цемента в грунтоцементном материале конструкции при создании строительных конструкций посредством струйной цементации заключается в добавлении в закачиваемый в скважину цементный раствор порошкообразного индикатора. В качестве такого порошкообразного индикатора применяют порошковый графит, тонкость помола которого не ниже тонкости помола цемента. Весовое отношение порошка графита составляет 1-10% веса цемента. При осуществлении способа первоначально замеряют электропроводность закачиваемого цементного раствора, затем замеряют электропроводность выделяемой из скважины грунтоцементной пульпы, а количество цемента в грунтоцементном материале конструкции определяют как разность между количеством цемента в цементном растворе и количеством цемента в пульпе. Количество цемента в пульпе рассчитывают по формуле:
где mсп - количество цемента в пульпе; mс - количество цемента в цементном растворе; λn - величина электропроводности пульпы; λс - величина электропроводности цементного раствора.
Description
Способ относится к технологии строительства и может быть использован для определения количества цемента в грунтоцементном материале при создании строительных конструкций посредством струйной цементации.
Согласно проведенным ранее исследованиям, важным параметром, определяющим конечную эффективность струйной технологии, является количество цемента (в сухом состоянии), содержащееся в 1 м3 укрепленного грунта. Указанное количество цемента в грунтоцементном материале конструкции может быть определено как разность между количеством цемента, содержащегося в закачиваемом цементном растворе, и количеством цемента, содержащегося в выделяемой из скважины грунтоцементной пульпе.
При расчетах количество цемента, необходимого для создания строительной конструкции, определяется точно по объему размываемого грунта, который необходимо заменить цементным раствором. Количество цемента, выносимое в грунтоцементной пульпе, и количество цемента, создающее строительную конструкцию, зависят от физико-механических характеристик грунта, а также параметров процесса струйной цементации и рассчитываются с большой погрешностью.
При проведении струйной цементации в различных слоях грунтов и их смеси на границе перехода слоев погрешность расчетов возрастает. При этом требуется тщательное определение характеристик грунтов, приводящее к большим трудозатратам. Тонкие слои грунта, не учтенные при геологоразведке и приводящие к снижению прочности на небольшом участке строительной конструкции, снижают прочность всей конструкции. Возникает необходимость определения количества цемента в возводимой конструкции непосредственно при проведении цементации для дальнейшего объективного расчета прочности, а также введения коррекции в процесс цементации при большом процентном содержании цемента в грунтоцементной пульпе.
Расчет упрощается, если на практике оперативно определять количество цемента в выводимой из скважины грунтоцементной пульпе.
Известен способ контроля качества жидкого бетона с использованием ультразвуковых сигналов, при котором измеряют скорость ультразвука в жидком бетоне, затем выявляют зависимость этой скорости от соотношения содержания цемента и воды [Лешинский М.Ю. Испытание бетона. М.: Стройиздат, 1980, с.135-137, 152]. Данный способ позволяет определять прочность строительных конструкций по состоянию жидкого бетона.
Однако скорость ультразвука зависит также от заполнения бетона твердой фракцией (гравий, щебень, включения грунта), что делает невозможным применение способа для определения количества цемента в грунтоцементной пульпе при струйной цементации.
Известен радиационный способ бесконтактного контроля технологических параметров, в котором до и после технологического процесса измеряют интенсивность потока гамма-излучения облученного вещества и по изменению измеренной интенсивности определяют значение технологического параметра [Таточенко Л.К. Радиоактивные изотопы в приборостроении. М.: Атомиздат, 1960, с.221].
При струйной цементации, облучив цемент и измерив интенсивность потока гамма-излучения инъектируемого цементного раствора, а затем грунтоцементной пульпы, можно судить о количестве цемента, содержащегося в сооружаемой конструкции.
Недостатком такого способа является необходимость создания радиационной защиты как людей, так и окружающего оборудования, проведение мероприятий по защите от облучения.
Наиболее близким аналогом к предложенному способу является способ определения количества цемента в выделяемой из скважины грунтоцементной пульпе при образовании вокруг скважины грунтоцементной строительной конструкции, заключающийся в добавлении в закачиваемый в скважину цементный раствор порошкообразного индикатора в виде магнитомягкого железосодержащего вещества. (Патент RU 2165495 C1, опубл. 20.04.2001.)
Недостатком способа является наполнение грунтоцементного тела строительной конструкции порошковым материалом, подвергающимся коррозии.
Задачей предлагаемого способа является оперативное определение количества цемента в грунтоцементном материале конструкции при цементации массива для проведения расчета прочности сооружаемой конструкции и коррекции процесса цементации.
Технический результат, который может быть получен при использовании способа, заключается в повышении прочности создаваемой конструкции за счет оперативного регулирования параметров процесса цементации.
Поставленная задача решается тем, что в способе определения количества цемента в грунтоцементном материале конструкции, заключающемся в добавлении в закачиваемый в скважину цементный раствор порошкообразного индикатора, в качестве порошкообразного индикатора применяют порошковый графит, тонкость помола которого не ниже тонкости помола цемента, а весовое отношение порошка графита составляет 1-10% веса цемента. При этом первоначально замеряют электропроводность цементного раствора, закачиваемого в скважину, затем замеряют электропроводность выделяемой из скважины грунтоцементной пульпы и производят расчет количества цемента в пульпе по формуле:
где mсп - количество цемента в пульпе,
mс - количество цемента в цементном растворе,
λп - величина электропроводности пульпы,
λc - величина электропроводности цементного раствора.
Количество цемента в грунтоцементном материале конструкции может быть определено как разность между количеством цемента в цементном растворе и количеством цемента в пульпе.
Далее определяют процентное значение mсп, а CГМК определяют как оставшееся значение от mсп до 100%.
Сущность способа заключается в том, что добавляемый в цементный раствор графитовый порошок создает электропроводность раствора. Частицы графитового порошка в миксерной станции равномерно распределяются по всему объему цементного раствора.
При проведении предварительных работ определяется минимальное количество графитового порошка, необходимого для замера электропроводности требуемой точности.
При струйной цементации цементный раствор, содержащий графитовый порошок, перемешиваясь с грунтом, создает строительную конструкцию, а часть выводится на поверхность в виде грунтоцементной пульпы. За счет содержания в пульпе только части цементного раствора и соответствующего ей графитового порошка электропроводность пульпы уменьшена.
Проводя замеры электропроводности цементного раствора и пульпы и зная количество цемента, израсходованного для приготовления цементного раствора, можно судить о количестве цемента, содержащегося в пульпе.
Добавление в цементный раствор порошкообразного электропроводного химически инертного графита не влияет на качество цементного раствора как во время цементации, так и при эксплуатации строительной конструкции.
Равенство тонкости помола графита и цемента гарантирует равномерность распределения частиц графита в цементном растворе и одноименном поведении частиц графита и цемента во время цементации, что повышает объективность замеров электропроводности.
Электропроводимость цементного раствора с добавлением графитового порошка определяется процентным отношением порошка графита и не зависит от температуры раствора и наличия в нем грунта, щебня и т.д.
Добавление в цементный раствор графитового порошка в отношении 1-10% от веса цемента дает возможность использовать для замера электропроводности пульпы стандартные приборы с различными рабочими диапазонами измерений электропроводности, в том числе бесконтактные с фиксацией результатов замеров записывающими приборами, а также регулировать электропроводимость при изменении водоцементного отношения цементного раствора.
По предлагаемому способу производится экспресс-определение количества цемента в грунтоцементной пульпе, что дает возможность не только рассчитать прочность конструкции, но и корректировать технологические параметры цементации (изменение давления, частоту вращения и скорость подъема штанги). Это дает возможность отработать процесс цементации в различных грунтах и оптимизировать его с целью наименьшего выхода цемента с пульпой, то есть увеличить прочность конструкции. По предлагаемому способу открывается возможность автоматизации процесса струйной цементации.
Способ осуществляется следующим образом.
Предварительно проводят следующие работы.
По паспорту соответствия на партию цемента или по справочнику на марку цемента определяют величину тонкости помола цемента, поступившего для приготовления цементного раствора. При помощи мельницы доводят графитовый порошок до величины тонкости помола цемента. Величину тонкости помола порошка определяют по ГОСТ 13144-79.
Из миксерной станции, в которой ведут приготовление цементного раствора, в стеклянную емкость отбирают пробу цементного раствора, определяя ее объем или вес, опускают в пробу датчик прибора определения электропроводности, взвешивая, в пробу добавляют порциями графитовый порошок и одновременно производят интенсивное размешивание раствора.
Когда показания измерительного прибора войдут в рабочий диапазон измерений, определяют количество цемента в пробе по известной формуле [Малинин А.Г. Струйная цементация грунтов: Монография. - Пермь; Пресстайм, 2007. - с.163].
Процент графитового порошка, необходимого для добавления в цементный раствор, определяется по формуле:
где ГП(%) - количество порошка к весу цемента в пробе,
mr - вес порошка графита, добавленного в пробу,
mc - вес сухого цемента в пробе.
В дальнейшем предварительные работы повторяют при изменении марки цемента, водоцементного отношения или замене марки прибора для измерения электропроводности.
При замесе цементного раствора в миксерную станцию добавляют графитовый порошок в весовом отношении к весу цемента, рассчитанном по формуле 2.
В процессе цементации производится замер электропроводности цементного раствора и пульпы, и производят расчет количества цемента в пульпе по формуле 1.
Пример осуществления способа
По проекту усиления грунта под зданием при строительстве метрополитена сооружается при помощи струйной цементации свайное поле. Диаметр сваи - 0,6 м, расход цемента на 1 м3 грунта - 400 кг, водоцементное отношение 1, марка цемента М500ДО. По справочнику тонкость помола с удельной поверхностью 280 м2/кг и удельной плотностью 3 кг/л. Объем обрабатываемого грунта на 1 п.м сваи - 0,28 м3, расход цемента в сухом состоянии на 1 п.м - 400·0,28=112 кг.
В качестве графитового порошка применяется порошок графита для электроугольных изделий ЭУТ-1 ГОСТ 10274-79 с удельной поверхностью 600 м2/кг. Дополнительного помола порошок не требует.
Для измерения электропроводности применяется устройство SIPAN 34 с датчиком 4EL.
Предварительно определяем количество графитового порошка, необходимое для добавления в цементный раствор. Из миксерной станции берем пробу в объеме 3 л цементного раствора, в емкость с пробой помещаем датчик устройства для измерения электропроводности и, перемешивая пробу, добавляем в нее графитовый порошок порциями по 5 грамм. Определяем, что через 11 порций (0,055 кг графитового порошка) показания устройства вошли в рабочий диапазон
0-500 µS/см.
Определяем количество цемента в пробе.
При водоцементном отношении 1
1 л (воды)+1 кг (цемента)=1,33 л/кг.
В 3 л пробы цементного раствора содержится 
сухого цемента.
Количество графитового порошка
В миксерную станцию при замесе 400 кг цемента добавляем 400·0,0243=9,72 кг графитового порошка.
В процессе цементации производим замер электропроводности цементного раствора, инъектируемого в скважину, λс=460 µS/см, и грунтоцементной пульпы, выводимой из скважины, λп=128 µS/см.
Количество сухого цемента в грунтоцементной пульпе на 1 п.м сваи по формуле 1:
При применении схожих устройств для измерения электропроводности добавление графитового порошка возможно увеличить до 10%.
Количество графитового порошка
ГП=0,226/2,26=10%.
В миксерную станцию при замесе 400 кг цемента добавляем 400·0,1=40 кг графитового порошка.
В процессе цементации производим замер электропроводности цементного раствора, инъектируемого в скважину, λс=1893 µS/см, и грунтоцементной пульпы, выводимой из скважины, λп=527 µS/см.
Количество сухого цемента в грунтоцементной пульпе на 1 п.м сваи по формуле 1:
mсп=112*527/1893=31,2 кг (т.е. 31,2 кг по отношению к 112 кг в инъектируемом растворе составляет 27,8%).
Далее вычисляем Cгмк (количество цемента в грунтоцементном материале конструкции) как остаток от mсп до 100%.
Cгмк=100%-mсп=100%-27,8%=72,2%.
Преимуществом вышеописанного способа является возможность оперативного определения количества цемента в грунтоцементном материале конструкции при цементации массива, что позволяет осуществить оперативное проведение коррекции процесса цементации.
Claims (1)
- Способ определения количества цемента в грунтоцементном материале конструкции (Сгмк) при создании строительных конструкций посредством струйной цементации, заключающийся в добавлении в закачиваемый в скважину цементный раствор порошкообразного индикатора, отличающийся тем, что в качестве порошкообразного индикатора применяют порошковый графит, тонкость помола которого не ниже тонкости помола цемента и весовое отношение порошка графита составляет 1-10% веса цемента, при этом первоначально замеряют электропроводность цементного раствора с указанной добавкой, а затем замеряют электропроводность выделяемой из скважины грунтоцементной пульпы и производят расчет количества цемента в пульпе по формуле:
где mсп - количество цемента в пульпе, содержащей указанную добавку графита, на 1 п.м,
mс - количество цемента в цементном растворе, содержащем указанную добавку графита, на 1 п.м,
λn - величина электропроводности пульпы, содержащей указанную добавку графита,
λс - величина электропроводности цементного раствора, содержащего указанную добавку графита,
далее определяют процентное значение mсп, а Cгмк определяют как оставшееся значение от mсп до 100%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012146570/03A RU2513567C1 (ru) | 2012-11-01 | 2012-11-01 | Способ определения количества цемента в грунтоцементном материале конструкции |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012146570/03A RU2513567C1 (ru) | 2012-11-01 | 2012-11-01 | Способ определения количества цемента в грунтоцементном материале конструкции |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2513567C1 true RU2513567C1 (ru) | 2014-04-20 |
Family
ID=50480956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012146570/03A RU2513567C1 (ru) | 2012-11-01 | 2012-11-01 | Способ определения количества цемента в грунтоцементном материале конструкции |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2513567C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2611373C1 (ru) * | 2015-10-07 | 2017-02-21 | Дмитрий Алексеевич Гришко | Способ определения объемной концентрации цементного раствора в грунтоцементной пульпе при струйной цементации |
| RU2625770C1 (ru) * | 2017-03-01 | 2017-07-18 | Дмитрий Алексеевич Гришко | Способ определения объемной концентрации цементного раствора в грунтоцементной пульпе при струйной цементации |
| RU2633750C1 (ru) * | 2017-05-10 | 2017-10-17 | Дмитрий Алексеевич Гришко | Способ определения количества цемента в грунтоцементном материале конструкции, создаваемой струйной цементацией |
| RU2757545C1 (ru) * | 2021-03-16 | 2021-10-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ определения количества цемента в изделии из цементно-песчаной смеси |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU916655A1 (ru) * | 1980-04-08 | 1982-03-30 | Mo N Proizv Ob Str Dorozh Mash | Устройство для изготовления цементно-грунтовых свай i |
| SU975897A1 (ru) * | 1981-04-14 | 1982-11-23 | Nii Osnovanij Podzemnykh Sooru | Способ изготовления цементогрунтовых свай |
| EP0440825A1 (en) * | 1989-08-30 | 1991-08-14 | Kajima Corporation | Method of re-using slurry in ground improving construction work |
| RU2165495C1 (ru) * | 1999-12-17 | 2001-04-20 | Закрытое акционерное общество "НЕЙРОКОМ" | Способ контроля характеристик жидкой колонны в процессе ее образования |
| RU2245859C2 (ru) * | 1999-01-07 | 2005-02-10 | ПОВЕРКО С.п.А. | Композитный электропроводный материал |
| RU2415224C2 (ru) * | 2009-03-18 | 2011-03-27 | Государственное научное учреждение Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий Российской академии сельскохозяйственных наук | Способ ремонта бетонной облицовки гидротехнических сооружений в процессе эксплуатации (варианты) |
-
2012
- 2012-11-01 RU RU2012146570/03A patent/RU2513567C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU916655A1 (ru) * | 1980-04-08 | 1982-03-30 | Mo N Proizv Ob Str Dorozh Mash | Устройство для изготовления цементно-грунтовых свай i |
| SU975897A1 (ru) * | 1981-04-14 | 1982-11-23 | Nii Osnovanij Podzemnykh Sooru | Способ изготовления цементогрунтовых свай |
| EP0440825A1 (en) * | 1989-08-30 | 1991-08-14 | Kajima Corporation | Method of re-using slurry in ground improving construction work |
| RU2245859C2 (ru) * | 1999-01-07 | 2005-02-10 | ПОВЕРКО С.п.А. | Композитный электропроводный материал |
| RU2165495C1 (ru) * | 1999-12-17 | 2001-04-20 | Закрытое акционерное общество "НЕЙРОКОМ" | Способ контроля характеристик жидкой колонны в процессе ее образования |
| RU2415224C2 (ru) * | 2009-03-18 | 2011-03-27 | Государственное научное учреждение Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий Российской академии сельскохозяйственных наук | Способ ремонта бетонной облицовки гидротехнических сооружений в процессе эксплуатации (варианты) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2611373C1 (ru) * | 2015-10-07 | 2017-02-21 | Дмитрий Алексеевич Гришко | Способ определения объемной концентрации цементного раствора в грунтоцементной пульпе при струйной цементации |
| RU2625770C1 (ru) * | 2017-03-01 | 2017-07-18 | Дмитрий Алексеевич Гришко | Способ определения объемной концентрации цементного раствора в грунтоцементной пульпе при струйной цементации |
| RU2633750C1 (ru) * | 2017-05-10 | 2017-10-17 | Дмитрий Алексеевич Гришко | Способ определения количества цемента в грунтоцементном материале конструкции, создаваемой струйной цементацией |
| RU2757545C1 (ru) * | 2021-03-16 | 2021-10-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ определения количества цемента в изделии из цементно-песчаной смеси |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6437645B2 (ja) | セメント攪拌杭体のセメント含有量のリアルタイムテストシステム及びテスト方法 | |
| Zhang et al. | Evaluation of the influence of salt concentration on cement stabilized clay by electrical resistivity measurement method | |
| Liu et al. | Effect of cementation on the small-strain stiffness of granite residual soil | |
| RU2513567C1 (ru) | Способ определения количества цемента в грунтоцементном материале конструкции | |
| CN105043938B (zh) | 一种可重复利用的饱水砂层渗透注浆试验模型及其应用 | |
| CN104931305B (zh) | 一种确定粗粒料的室内缩尺试验相对密度制样标准的方法及试验装置 | |
| Chen et al. | Laboratory investigation of the relationship between electrical resistivity and geotechnical properties of phosphate tailings | |
| JP2015059325A (ja) | ソイルセメントの圧縮強度推定方法 | |
| CN107807520A (zh) | 一种确定粗粒料填筑指标与现场质量控制的方法 | |
| Wang et al. | Electrical resistivity method to appraise static segregation of gangue-cemented paste backfill in the pipeline | |
| Wang et al. | Coefficient of earth pressure at rest of a saturated artificially mixed soil from oedometer tests | |
| Wang et al. | Experimental study on slurry-induced fracturing during shield tunneling | |
| Massaro et al. | New granular rock-analogue materials for simulation of multi-scale fault and fracture processes | |
| Adarmanabadi et al. | The effects of cement kiln dust on the soil electrical resistivity | |
| Maher et al. | A large scale laboratory swell test to establish the susceptibility to expansion of crushed rock containing pyrite | |
| Davies et al. | Determining the shear strength of clay cakes in the centrifuge using a vane | |
| Karim et al. | Two-dimensional soil erosion profile using electrical resistivity surveys | |
| JP3815949B2 (ja) | 硬化材添加含水流動性土の硬化材添加量決定方法、とその製造方法及び装置 | |
| Qian et al. | Study on the Processes of Water and Grout Seepage in Porous Media Using Resistivity Method | |
| OUSLIMANE et al. | Optimization and valorization of a clay and dune sand mixture for use in road construction | |
| Barnekow et al. | Advanced laboratory compression tests and piezocone measurements for evaluation of time-dependent consolidation of fine tailings | |
| CN210269568U (zh) | 一种测定夯土裂隙注浆粘结力的装置 | |
| Clausen et al. | Uranium mill tailings as backfill in underground uranium mines | |
| JP2008106467A (ja) | 電気比抵抗センサーによる流動化処理土の管理システム | |
| Kenny | The micro structure of concrete around embedded steel influence on the chloride threshold for chloride induced corrosion |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |