[科普中国]-泥浆含砂率

简介

泥浆含砂率是泥浆内所含的砂和粘土颗粒的体积百分比。试验方法常用的有两种：一种是我国规范中常用的量杯法；另一种是国外常用的筛析法，即用200目的小筛网，将大于74μm的颗粒筛余后，量取、计算其体种后得到含砂率。泥浆含砂率与比重有着直接的关系，当比重大时，其含砂率也高；泥浆中的颗粒沉降速度是指数关系，颗粒在泥浆中的沉降速度随着颗粒直径的增大而增大，随着泥浆的比重的增大而减小。例如，在钻探工程中，实际钻孔中泥浆的情况是相当复杂的：颗粒形状不是单一的，钻孔所穿越的地层决定了它的形状的主要形式， 但其主要的形状基本上是不规则的；泥浆的粘度大致上是随比重的增加而有所增大；泥浆中颗粒的粒径是连续的， 呈正态分布。分析泥浆含砂率对工程质量的影响，应从二次清孔完毕至灌注混凝土前泥浆静止的这段时间入手，了解泥浆中颗粒沉降的有关特性。

泥浆泥浆是粘土的微小颗粒在水中分散、并与水混合形成的半胶体悬浮液。在胶体化学中，固体的粘土叫分散相或固相，水叫介质或液相。如果固相分散成分子、离子状，固相与液相间没有相界面存在的均匀体，叫真溶液，如食盐在水中溶化的溶液。如在液相中分散的颗粒由许多分子组成，虽然颗粒很微小，但有相介面存在、这样的混合物叫胶体溶液，常用的各种胶水属于这一类。如果和胶体溶液差不多，但是有40%以上的固体颗粒都大于0.2μm（1μm=0．001毫米）的，叫半胶体或悬浮液，泥浆就属于这种半胶体的悬浮液。粘土和水是组成泥浆的基本原料，而粘土是泥浆最主要的组成部分。粘土和水的质量，尤其是粘土质量对泥浆性能的变化及化学处理的效果均有直接的影响。

粘土：粘土主要由含水铝硅酸盐组成，往往也含有一些金属氧化物杂质，如氧化铁、氧化镁、氧化钠、氧化钙等。含水铝硅酸盐往往是高岭石、水云母、微晶高岭石等矿物的混合物。含微晶高岭石多的叫膨润土，这种粘土的水化能力强，最适宜制造泥浆，含高岭石不多的叫高岭土，它的水化性能差，造浆性能也不好。

水：自然界的水由于各地质条件不同，含有钙，镁、钠的碳酸盐，硫酸盐，酸性碳酸盐，氯化物，硫化物及硝酸盐等杂质。水中矿物杂质多了，使粘土颗粒的水化作用不好，容易聚沉，对泥浆性能影响很大。根据水中含钙、镁杂质多少，将水分为软水和硬水。一般硬度5～6度为软水，超过6度即为硬水(一升水内含氯化钙1/150克为一度)。制造泥浆的水不应超过12—15度。硬度过高的水可以用磷酸钠或焙烧苏打进行软化。一般制浆时，不必预先软化水，而是根据对泥浆性能的要求直接处理泥浆。

实际操作中的泥浆含砂率的把握由于在建筑工程施工中对泥浆的使用和特性的了解，主要是借鉴了相关行业的成果，现有的专业书籍对此介绍不深，这就难免实际操作中走向极端，认为只要是严格就是好的，殊不知泥浆中各性能指标是相关的，偏向某一、二个指标的降低就会对其它指标产生不利影响，情况反而向相反的方向发展。为此在施工中，不应只将注意力集中在含砂率上，泥浆的使用应放在如下几个方面：尽量使用反循环工艺，泥浆循环方式的不同决定了泥浆的性能。使用反循环工艺在成孔后，不必大量的换浆，否则会破坏泥浆的结构和性能。如使用正循环工艺成孔，成孔后的二次清孔，应首选反循环方式清孔。泥浆循环系统中的沉淀池、储浆池要尽量大些，确保在沉淀池、储浆池中泥浆的流速小于表中所列的数值，让较大的、以一定的时间内能沉淀的充分的沉淀。加长循环沟槽，在沟槽中设置挡板，造成局部涡流，促使颗粒沉淀。在使用中经常清理池、沟中的泥砂，对泥浆进行净化。成孔后，要确保孔内泥浆能充分的循环，使泥浆中较大颗粒得到沉淀，使泥浆中含砂率得以降低。当孔底沉渣厚度超标时，不可单靠降低泥浆比重的方式来解决，这种方式，往往会达不到预期的效果，反而会使孔内的沉淀物增加。可采用提高泥浆粘度的方式，增强泥浆的悬浮携渣能力1。