SUMMARY
In underground construction grouting is used to seal tunnels and caverns against excessive water inflow and to limit the lowering of the surrounding groundwater table. Rheological properties of the grout used, such as viscosity and yield strength, play a fundamental role in design and execution, but no method has yet been developed to measure these properties in-line during field work. For the first time, the in-line rheometry method combining the Ultrasound Velocity Profiling (UVP) technique with Pressure Difference (PD) measurements, known as “UVP-PD”, was tested successfully for continuous in-line measurements of concentrated micro cement-based grouts. The test set-up consisted of a combination of an experimental “flow loop” and a conventional field grouting rig – UNIGROUT, from Atlas Copco. The velocity profiles were measured directly in-line, and the obtained rheological properties were subsequently compared with off-line measurements using a conventional rotational rheometer. In this work, the UVP-PD method was demonstrated to be a promising new in-line tool for the determination of rheological properties of commonly used cement-based grouts.
KEY WORDS: Grouting, Rheology, In-line rheometry, Cement grouts, Cement suspensions, UVP-PD method Ultrasound velocity profiling, Flow profiling
____________________________________________________________
SAMMANFATTNING
Injektering används inom undermarkabyggande för att täta tunnlar och bergrum mot stora vattenflöden eller för att begränsa avsänkningen av grundvattennivåer för att förhindra sättningar. Reologiska parametrar, såsom viskositet och flytgräns, har en fundamental betydelse för injekteringsdesign och utförande, men ännu har inte någon metod utvecklats för att kunna mäta dessa egenskaper kontinuerligt ”in-line”, under pågående injektering. För första gången har nu en metod som kombinerar hastighetsprofiler, uppmätta med ultraljud, med mätning av tryckfall – den sk. ”Ultrasound Velocity Profiling” (UVP) metoden med ”Pressure Difference” (PD) använts. Lyckade försök har utförts på en cementsuspesion baserat på mikro cement. Försöksutrustningen har bestått av en ”flödes slinga” för ultraljudsmätning samt en konventionell injekteringsutrustning, UNIGROUT, från Atlas Copco. De reologiska parametrarna uppmätes direkt ”in-line” och jämfördes sedan med mätningar utförda med en vanlig rotationsviskometer. Resultaten visar tydligt att detta är en lovande metod för att direkt bestämma de reologiska parametrarna för cement baserade injekteringsmedel i samband med en verklig injektering i fält.
IN-LINE RHEOLOGICAL MEASUREMENTS OF CEMENT BASED GROUTS USING THE UVP-PD METHOD – A Pre-Study
Författare:
Mashuqur Rahman, Ulf Håkansson
Rapportkategori:
BeFo-rapport
Rapportnummer:
99
Utgivningsår:
2011