National Transport Library Research Database

Ultraljuddispergering av cementbaserat injektering (Ultrasonic dispersion of cement-based grout)

  • Tengborg, Per
  • Stiftelsen Bergteknisk Forskning (BeFo), Stiftelse, 802017-3145
Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2018-08-01 -- 2019-10-31 Registration number:
  • Trafikverket 2018/57968
Subject(s): Online resources: Abstract: Injektering av undermarkskonstruktioner och dammar utförs för att minska vatteninflöde till konstruktioner för att förhindra dränering och sättningar i omgivande mark och förhindra vattenläckage under dammar. Pluggbildning och filtrering av bruket är problem som förhindrar spridning och effektiv injektering. Dessa processer startar oftast vid förträngningar när bruket inte är tillräckligt bra dispergerat. Cementpartiklarna bygger agglomerat och fastnar vid förträngningar och stoppar spridning. Idag använder man olika dispegeringsmedel för att förhindra agglomeration och förbättra inträngning. Dessa medel är inte tillräckligt effektiva. Idag kan man mala cement där 95 % av partiklarna är mindre än 10 ?m (d95) men man kan inte dispergera dem effektiv. Bästa inträngning har bruk baserat på cement med d95 runt 30 ?m. Dispergeringsproblem förhindrar vidare utveckling av injekteringsbruk. Idén i detta projekt är att använda ultraljud för dispergering av agglomererade cementpartiklar i det med vatten blandade bruket. Ultraljud i vätskor kan orsaka ett fenomen känt som akustisk kavitation. Det är en process i vätskor där gasbubblor skapas, växer och vid en viss storlek imploderar med intensivt ljud. Bubblorna i vatten består av vattenånga. Kavitation kan uppstå också i suspensioner som innehåller fast material. När kavitationen uppstår nära en solid yta, skapar kollapsen av bubblorna höghastighets jet-strålar. Dessa jet-strålar och associerade chockvågor används idag för dispergering av agglomererade partiklar i olika suspensioner. När bubblorna kollapsat, blir de åter vatten i flytande form.Abstract: Grouting of underground structures and dams is performed to reduce water inflow to structures, to prevent drainage and settlements in surrounding ground and prevent water leakage under dams. Plug building and filtration of the grouts are problems that prevent spreading and efficient grouting. These processes usually start at fracture constriction when the grout is not well enough dispersed. The cement particles build agglomerates and get stuck at constrictions and stop spreading. Today, different dispersing admixtures are used to prevent agglomeration and improve penetration. These admixtures are not sufficient effective. Today we can grind cement where 95% of the particles are less than 10 ?m (d95) but we cannot disperse them efficiently. Best penetration has grouts based on cement with d95 around 30 ?m. Dispersion problems further prevent the development of grouts. The idea in this project is to use ultrasound for dispersing agglomerated cement particles in the grout. Ultrasound in liquids can cause a phenomenon known as acoustic cavitation. It is a process in liquids where gas bubbles are created, growing and at a certain size implode with intense sound. The bubbles in water consist of water vapor. Cavitation can also occur in suspensions containing solid material. When the cavitation occurs near a solid surface, the collapse of the bubbles creates high-speed jet streams. These jet streams and associated shock waves are used today for dispersing agglomerated particles in different suspensions. When the bubbles collapse, they become water again in liquid form.
Item type: