泥漿含砂率是指泥漿中大於74μm的非粘性土占泥漿總體積的百分含量。在鑽探工程中，泥漿的主要作用是護壁、攜渣和冷卻潤滑作用。由於鑽孔直徑小（如地質鑽探中僅為56~91mm）， 鑽桿與鑽孔間隙小，使用柱塞式泥漿泵，鑽桿轉速高， 泥漿中含砂率高時，對泵、鑽桿和鑽頭的磨損嚴重，尤其是泵。因此規定泥漿中含砂率不能大於4%，在鑽進過程中，還要做好除砂淨化工作。
基本介紹
- 中文名：泥漿含砂率
- 外文名：mud sand content
- 學科：建築工程
- 定義：非粘性土占泥漿總體積的百分比
- 有關術語：泥漿
- 方法：量杯法、篩析法
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介紹
泥漿含砂率是泥漿內所含的砂和粘土顆粒的體積百分比。試驗方法常用的有兩種：一種是我國規範中常用的量杯法；另一種是國外常用的篩析法，即用200目的小篩網，將大於74μm的顆粒篩余後，量取、計算其體種後得到含砂率。泥漿含砂率與比重有著直接的關係，當比重大時，其含砂率也高；泥漿中的顆粒沉降速度是指數關係，顆粒在泥漿中的沉降速度隨著顆粒直徑的增大而增大，隨著泥漿的比重的增大而減小。例如，在鑽探工程中，實際鑽孔中泥漿的情況是相當複雜的：顆粒形狀不是單一的，鑽孔所穿越的地層決定了它的形狀的主要形式， 但其主要的形狀基本上是不規則的；泥漿的粘度大致上是隨比重的增加而有所增大；泥漿中顆粒的粒徑是連續的， 呈常態分配。分析泥漿含砂率對工程質量的影響，應從二次清孔完畢至灌注混凝土前泥漿靜止的這段時間入手，了解泥漿中顆粒沉降的有關特性。
泥漿
泥漿是粘土的微小顆粒在水中分散、並與水混合形成的半膠體懸浮液。在膠體化學中，固體的粘土叫分散相或固相，水叫介質或液相。如果固相分散成分子、離子狀，固相與液相間沒有相界面存在的均勻體，叫真溶液，如食鹽在水中溶化的溶液。如在液相中分散的顆粒由許多分子組成，雖然顆粒很微小，但有相介面存在、這樣的混合物叫膠體溶液，常用的各種膠水屬於這一類。如果和膠體溶液差不多，但是有40%以上的固體顆粒都大於0.2μm（1μm=0．001毫米）的，叫半膠體或懸浮液，泥漿就屬於這種半膠體的懸浮液。粘土和水是組成泥漿的基本原料，而粘土是泥漿最主要的組成部分。粘土和水的質量，尤其是粘土質量對泥漿性能的變化及化學處理的效果均有直接的影響。
粘土：粘土主要由含水鋁矽酸鹽組成，往往也含有一些金屬氧化物雜質，如氧化鐵、氧化鎂、氧化鈉、氧化鈣等。含水鋁矽酸鹽往往是高嶺石、水雲母、微晶高嶺石等礦物的混合物。含微晶高嶺石多的叫膨潤土，這種粘土的水化能力強，最適宜製造泥漿，含高嶺石不多的叫高嶺土，它的水化性能差，造漿性能也不好。
水：自然界的水由於各地質條件不同，含有鈣，鎂、鈉的碳酸鹽，硫酸鹽，酸性碳酸鹽，氯化物，硫化物及硝酸鹽等雜質。水中礦物雜質多了，使粘土顆粒的水化作用不好，容易聚沉，對泥漿性能影響很大。根據水中含鈣、鎂雜質多少，將水分為軟水和硬水。一般硬度5～6度為軟水，超過6度即為硬水(一升水內含氯化鈣1/150克為一度)。製造泥漿的水不應超過12—15度。硬度過高的水可以用磷酸鈉或焙燒蘇打進行軟化。一般製漿時，不必預先軟化水，而是根據對泥漿性能的要求直接處理泥漿。
含砂率的把握
由於在建築工程施工中對泥漿的使用和特性的了解，主要是借鑑了相關行業的成果，現有的專業書籍對此介紹不深，這就難免實際操作中走向極端，認為只要是嚴格就是好的，殊不知泥漿中各性能指標是相關的，偏向某一、二個指標的降低就會對其它指標產生不利影響，情況反而向相反的方向發展。為此在施工中，不應只將注意力集中在含砂率上，泥漿的使用應放在如下幾個方面：儘量使用反循環工藝，泥漿循環方式的不同決定了泥漿的性能。使用反循環工藝在成孔後，不必大量的換漿，否則會破壞泥漿的結構和性能。如使用正循環工藝成孔，成孔後的二次清孔，應首選反循環方式清孔。泥漿循環系統中的沉澱池、儲漿池要儘量大些，確保在沉澱池、儲漿池中泥漿的流速小於表中所列的數值，讓較大的、以一定的時間內能沉澱的充分的沉澱。加長循環溝槽，在溝槽中設定擋板，造成局部渦流，促使顆粒沉澱。在使用中經常清理池、溝中的泥砂，對泥漿進行淨化。成孔後，要確保孔內泥漿能充分的循環，使泥漿中較大顆粒得到沉澱，使泥漿中含砂率得以降低。當孔底沉渣厚度超標時，不可單靠降低泥漿比重的方式來解決，這種方式，往往會達不到預期的效果，反而會使孔內的沉澱物增加。可採用提高泥漿粘度的方式，增強泥漿的懸浮攜渣能力。
