一种抗冻性优良的胶凝砂砾石材料及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201610719327.3 | 申请日 | 2016-08-25 | 公开(公告)号 | CN106365529A | 公开(公告)日 | 2017-02-01 |
| 申请人 | 华北水利水电大学; 中国水利水电科学研究院; | 发明人 | 郭磊; 郭利霞; 陈守开; 杨世锋; 贾金生; 郑璀莹; 柴启辉; 黄虎; 丁泽霖; 汪伦焰; 聂相田; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种抗冻性优良的胶凝砂砾石材料，由以下重量份数的原料组成： 水 80-140份， 水泥 40-70份， 粉 煤 灰 20-50份， 硅 灰5-7份，砂400-1000份，石子1200-2000份，外加剂0.86-1.08份。外加剂由以下重量份数的原料组成： 减水剂 0.796-1份，引气剂0.064-0.08份。相对于 现有技术 ，本发明的优点在于：制备方法简单，并可用于施工现场，制备出的胶凝砂砾石材料具有较高的抗冻性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种抗冻性优良的胶凝砂砾石材料，其特征在于：由以下重量份数的原料组成：水 |
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| 说明书全文 | 一种抗冻性优良的胶凝砂砾石材料及其制备方法技术领域[0001] 本发明属于筑坝技术领域，具体涉及一种抗冻性优良的胶凝砂砾石材料及其制备方法。 背景技术[0002] 胶凝砂砾石材料是一种将胶凝材料和水添加到河床砂砾石或开挖废弃料等坝址附近易获取的岩石基材中，然后利用简易设备和工艺进行拌合，得到的新型筑坝材料。由于人工材料用量少，骨料标准低，弃渣料的利用，可有效的节约资源，最大程度避免土地植被的破坏，减少对自然环境的影响，现已在土耳其、日本、希腊和法国得到推广。我国胶凝砂砾石材料的研究和应用始于2004年，主要的工程有贵州省道塘水库上游过水围堰工程，福建街面水电站下游围堰及山西守口堡水库胶凝砂砾石坝。 发明内容[0004] 本发明要解决的技术问题是胶凝砂砾石材料中水泥用量较少，与常规混凝土相比，材料本身强度低，抗渗透性能差，冻融破坏问题更加突出，为解决上述问题，本发明提供一种抗冻性优良的胶凝砂砾石材料及其制备方法。 [0005] 本发明的目的是以下述方式实现的：一种抗冻性优良的胶凝砂砾石材料，由以下重量份数的原料组成：水80-140份，水泥 40-70份，粉煤灰20-50份，硅灰5-7份，砂400-1000份，石子1200-2000份，外加剂0.86-1.08份。 [0007] 所述减水剂为萘系减水剂。 [0008] 所述引气剂为聚羧酸类引气剂。 [0009] 抗冻性优良的胶凝砂砾石材料的制备方法，具体步骤如下：（1）按照物料配比将碎石和河砂加入搅拌机，干拌10-15s，再将水泥、硅灰和粉煤灰加入搅拌机，继续干拌10-15s； （2）将外加剂和水混合，得到混合液； （3）将步骤（2）所得混合液加入搅拌机，湿拌3-5min即可得到胶凝砂砾石材料。 [0011] 图1是冻融25次相对动弹性模量对比图。 [0012] 图2是冻融25次质量损失率对比图。 具体实施方式[0013] 实施例1：一种抗冻性优良的胶凝砂砾石材料，由以下重量份数的原料组成：水80-140份，水泥 40-70份，粉煤灰20-50份，硅灰5-7份，砂400-1000份，石子1200-2000份，外加剂0.86-1.08份。 [0014] 外加剂由以下重量份数的原料组成：减水剂0.796-1份，引气剂0.064-0.08份。 [0015] 减水剂为萘系减水剂。 [0016] 引气剂为聚羧酸类引气剂。 [0017] 抗冻性优良的胶凝砂砾石材料的制备方法，具体步骤如下：（1）按照物料配比将碎石和河砂加入搅拌机，干拌10-15s，再将水泥、硅灰和粉煤灰加入搅拌机，继续干拌10-15s； （2）将外加剂和水混合，得到混合液； （3）将步骤（2）所得混合液加入搅拌机，湿拌3-5min即可得到胶凝砂砾石材料。 [0018] 实施例2：一种抗冻性优良的胶凝砂砾石材料，由以下重量份数的原料组成：水80kg，水泥40kg，粉煤灰20kg，硅灰5kg，砂400kg，石子1200kg，萘系减水剂0.796kg，聚羧酸类引气剂0.064 kg。 [0019] 抗冻性优良的胶凝砂砾石材料的制备方法，具体步骤如下：（1）按照物料配比将碎石和河砂加入搅拌机，干拌10s，再将水泥、硅灰和粉煤灰加入搅拌机，继续干拌10s； （2）将外加剂和水混合，得到混合液； （3）将步骤（2）所得混合液加入搅拌机，湿拌3min即可得到胶凝砂砾石材料。 [0020] 实施例3：一种抗冻性优良的胶凝砂砾石材料，由以下重量份数的原料组成：水85kg，水泥42kg，粉煤灰22kg，硅灰5.2kg，砂450kg，石子1250kg，萘系减水剂0.8kg，聚羧酸类引气剂0.066 kg。 [0021] 抗冻性优良的胶凝砂砾石材料的制备方法，具体步骤如下：（1）按照物料配比将碎石和河砂加入搅拌机，干拌11s，再将水泥、硅灰和粉煤灰加入搅拌机，继续干拌11s； （2）将外加剂和水混合，得到混合液； （3）将步骤（2）所得混合液加入搅拌机，湿拌3.3min即可得到胶凝砂砾石材料。 [0022] 实施例4：一种抗冻性优良的胶凝砂砾石材料，由以下重量份数的原料组成：水90kg，水泥45kg，粉煤灰25kg，硅灰5.4kg，砂500kg，石子1300kg，萘系减水剂0.82kg，聚羧酸类引气剂0.068 kg。 [0023] 抗冻性优良的胶凝砂砾石材料的制备方法，具体步骤如下：（1）按照物料配比将碎石和河砂加入搅拌机，干拌12s，再将水泥、硅灰和粉煤灰加入搅拌机，继续干拌12s； （2）将外加剂和水混合，得到混合液； （3）将步骤（2）所得混合液加入搅拌机，湿拌3.6min即可得到胶凝砂砾石材料。 [0024] 实施例5：一种抗冻性优良的胶凝砂砾石材料，由以下重量份数的原料组成：水95kg，水泥48kg，粉煤灰28kg，硅灰5.6kg，砂550kg，石子1400kg，萘系减水剂0.84kg，聚羧酸类引气剂0.070 kg。 [0025] 抗冻性优良的胶凝砂砾石材料的制备方法，具体步骤如下：（1）按照物料配比将碎石和河砂加入搅拌机，干拌13s，再将水泥、硅灰和粉煤灰加入搅拌机，继续干拌13s； （2）将外加剂和水混合，得到混合液； （3）将步骤（2）所得混合液加入搅拌机，湿拌3.9min即可得到胶凝砂砾石材料。 [0026] 实施例6：一种抗冻性优良的胶凝砂砾石材料，由以下重量份数的原料组成：水100kg，水泥50kg，粉煤灰30kg，硅灰5.8kg，砂600kg，石子1450kg，萘系减水剂0.86kg，聚羧酸类引气剂0.072 kg。 [0027] 抗冻性优良的胶凝砂砾石材料的制备方法，具体步骤如下：（1）按照物料配比将碎石和河砂加入搅拌机，干拌14s，再将水泥、硅灰和粉煤灰加入搅拌机，继续干拌14s； （2）将外加剂和水混合，得到混合液； （3）将步骤（2）所得混合液加入搅拌机，湿拌4min即可得到胶凝砂砾石材料。 [0028] 实施例7：一种抗冻性优良的胶凝砂砾石材料，由以下重量份数的原料组成：水105kg，水泥52kg，粉煤灰32kg，硅灰6kg，砂650kg，石子1500kg，萘系减水剂0.88kg，聚羧酸类引气剂0.073 kg。 [0029] 抗冻性优良的胶凝砂砾石材料的制备方法，具体步骤如下：（1）按照物料配比将碎石和河砂加入搅拌机，干拌15s，再将水泥、硅灰和粉煤灰加入搅拌机，继续干拌15s； （2）将外加剂和水混合，得到混合液； （3）将步骤（2）所得混合液加入搅拌机，湿拌4.2min即可得到胶凝砂砾石材料。 [0030] 实施例8：一种抗冻性优良的胶凝砂砾石材料，由以下重量份数的原料组成：水110kg，水泥55kg，粉煤灰35kg，硅灰6.2kg，砂700kg，石子1600kg，萘系减水剂0.90kg，聚羧酸类引气剂0.074 kg。 [0031] 抗冻性优良的胶凝砂砾石材料的制备方法，具体步骤如下：（1）按照物料配比将碎石和河砂加入搅拌机，干拌14s，再将水泥、硅灰和粉煤灰加入搅拌机，继续干拌15s； （2）将外加剂和水混合，得到混合液； （3）将步骤（2）所得混合液加入搅拌机，湿拌4.5min即可得到胶凝砂砾石材料。 [0032] 实施例9：一种抗冻性优良的胶凝砂砾石材料，由以下重量份数的原料组成：水115kg，水泥58kg，粉煤灰38kg，硅灰6.3kg，砂750kg，石子1650kg，萘系减水剂0.92kg，聚羧酸类引气剂0.076 kg。 [0033] 抗冻性优良的胶凝砂砾石材料的制备方法，具体步骤如下：（1）按照物料配比将碎石和河砂加入搅拌机，干拌13s，再将水泥、硅灰和粉煤灰加入搅拌机，继续干拌14s； （2）将外加剂和水混合，得到混合液； （3）将步骤（2）所得混合液加入搅拌机，湿拌4.8min即可得到胶凝砂砾石材料。 [0034] 实施例10：一种抗冻性优良的胶凝砂砾石材料，由以下重量份数的原料组成：水120kg，水泥60kg，粉煤灰40kg，硅灰6.4kg，砂800kg，石子1700kg，萘系减水剂0.94kg，聚羧酸类引气剂0.078 kg。 [0035] 抗冻性优良的胶凝砂砾石材料的制备方法，具体步骤如下：（1）按照物料配比将碎石和河砂加入搅拌机，干拌12s，再将水泥、硅灰和粉煤灰加入搅拌机，继续干拌14s； （2）将外加剂和水混合，得到混合液； （3）将步骤（2）所得混合液加入搅拌机，湿拌5min即可得到胶凝砂砾石材料。 [0036] 实施例11：一种抗冻性优良的胶凝砂砾石材料，由以下重量份数的原料组成：水125kg，水泥62kg，粉煤灰42kg，硅灰6.5kg，砂850kg，石子1750kg，萘系减水剂0.95kg，聚羧酸类引气剂0.079 kg。 [0037] 其他同实施例2。 [0038] 实施例12：一种抗冻性优良的胶凝砂砾石材料，由以下重量份数的原料组成：水130kg，水泥65kg，粉煤灰45kg，硅灰6.6kg，砂900kg，石子1800kg，萘系减水剂0.96kg，聚羧酸类引气剂0.077 kg。 [0039] 其他同实施例2。 [0040] 实施例13：一种抗冻性优良的胶凝砂砾石材料，由以下重量份数的原料组成：水135kg，水泥68kg，粉煤灰48kg，硅灰6.8kg，砂950kg，石子1900kg，萘系减水剂0.98kg，聚羧酸类引气剂0.075 kg。 [0041] 其他同实施例2。 [0042] 实施例14：一种抗冻性优良的胶凝砂砾石材料，由以下重量份数的原料组成：水140kg，水泥70kg，粉煤灰50kg，硅灰7kg，砂1000kg，石子2000kg，萘系减水剂1kg，聚羧酸类引气剂0.08 kg。 [0043] 其他同实施例2。 [0044] 实施例15-17中各组分的用量见表1，表2、表3、表4和表5为实施例的对照组各组分用量，参照《水工混凝土试验规程》（SL352-2006）快速冻融25次后的动弹性模量和质量损失率见图1和图2。 [0045] 从图1和图2中可以看出，硅灰的加入能够提高材料的抗冻性，相比无添加的基本对照组而言经冻融25次之后，相对动弹性模量提高，质量损失率降低；减水剂和引气剂也能提高材料的抗冻性，且添加聚羧酸引气剂的改善效果高于仅添加硅灰组，实施例15-17中抗冻胶凝砂砾石材料抗冻性都有了较大的改善，相对动弹性模量高于其他对照组，质量损失率低于其他对照组，并且随着胶凝材料总量的增加抗冻性不断提高。 [0046] 另从试验结果还可发现：引气剂和减水剂的联合掺入均能改善材料的抗冻性，但相比松香热聚物引气剂，聚羧酸类引气剂与减水剂中成分具有较好的化学相容性，引气效果较好，但松香热聚物引气剂与减水剂生成物漂浮在混合溶液表面，使溶液浑浊，大幅度降低了松香热聚物的引气作用。 [0047] 以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。 |
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