一种基于动态调整的胶结砂砾石配合比设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于动态调整的胶结砂砾石配合比设计方法，根据经验选定一个粉煤灰掺量和水胶比，进行不同砂率下（最粗、平均、最细、内插或外延两到三个）、不同灰浆裕度与强度关系曲线，得出不同砂率下灰浆裕度与强度的关系，从曲线插值选定配合比（灰浆裕度、砂率、水胶比），这样得出不同级配的胶结砂砾石料其砂率与用水量和胶凝材料的关系，从而达到现场动态控制配合比的目的。态控制配合比的目的。态控制配合比的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于动态调整的胶结砂砾石配合比设计方法


[0001]本专利技术涉及水利水电工程
，具体为一种基于动态调整的胶结砂砾石配合比设计方法。

技术介绍

[0002]胶结砂砾石料是指利用胶凝材料和砂砾石料，经拌和、摊铺、振动碾压形成的具有一定强度的材料，这项筑坝技术不同于常规的土石坝和重力坝，带来的显著效果是：大幅度降低成本、环保、高效快速施工建成高安全性大坝。
[0003]目前国内已建工程项目中胶结砂砾石配合比设计方法主要是参照《胶结颗粒料筑坝技术导则》(SL 678
‑
2014)配合比设计方法进行，配合比设计原则是确定"配合比控制范围"。根据胶凝砂砾石配制强度，选2～3个胶凝材料用量，在每个胶凝材料用量下，分别按最粗级配、最细级配和平均级配的砂砾石比例，在较宽范围内选取不同用水量进行强度试验，建立不同级配下28d龄期及设计龄期的抗压强度、弹性模量与用水量的关系，确定满足施工VC值要求的适宜用水量范围以及与之相对应的适宜强度范围，即"配合比控制范围"。最后根据不同胶凝材料用量下的"配合比控制范围"选定胶凝材料用量。该胶凝材料用量下，"配合比控制范围"中平均级配胶凝砂砾石设计龄期强度最小值应满足配制强度要求，同时"配合比控制范围"中最细级配胶凝砂砾石设计龄期强度最小值不应低于设计强度。
[0004]而实际上，胶结砂砾石是一种半刚性材料，内部空隙常常无法达到完全包裹状态，因此造成采用该配合比设计方法存在以下几个方面问题：
[0005]1、全包裹理论设计使得浆体用量增加，不能充分发挥胶结砂砾石料的全部优势。
[0006]2、为满足最细、平均、最粗级配包线内的胶结砂砾石性能都满足设计要求，故不同级配推荐配合比均采用同一胶凝材料，湿筛成型后使得三种级配的胶结砂砾石强度和弹模差异较大，因此会导致胶结砂砾石整体变形特征存在不均衡现象，也不利于今后的施工质量控制。
[0007]为解决这一问题，我们寻求新的配合比设计方法，尽量保证不同级配胶结砂砾石强度均衡。

技术实现思路

[0008]本专利技术的主要目的在于提供了一种基于动态调整的胶结砂砾石配合比设计方法，比现有方法设计出的不同级配强度更均衡，室内模拟现场成型工艺，设计出的配合比更科学合理，保证施工质量。
[0009]本专利技术的技术方案如下：
[0010]主要原理是浆体填充裕度法：根据经验选定一个粉煤灰掺量和水胶比，进行不同砂率下(最粗、平均、最细、内插或外延两到三个)、不同灰浆裕度与强度关系曲线，得出不同砂率下灰浆裕度与强度的关系，从曲线插值选定配合比(灰浆裕度、砂率、水胶比)，这样得出不同级配的胶结砂砾石料其砂率与用水量和胶凝材料的关系，从而达到现场动态控制配
合比的目的。具体地包括：
[0011]一种基于动态调整的胶结砂砾石配合比设计方法，所述方法包括以下步骤：
[0012]S1：选择不同砂率，不同灰浆裕度，进行不同组合下的抗压强度试验；
[0013]S2：建立不同砂率下，不同灰浆裕度与胶结砂砾石强度的关系图；
[0014]S3：根据不同灰浆裕度与胶结砂砾石强度的关系图，找出各级配砂率下满足设计强度要求最小胶凝材料的灰浆裕度，通过计算得出配合比参数；
[0015]S4：建立满足设计强度等级下不同砂率与胶凝材料总量、用水量的关系曲线；
[0016]S5：通过以上试验，得出相同设计强度，不同砂率的配合比的关系，现场根据砂率查找配合比，进行配合比动态调整。
[0017]优选地，所述步骤S1中，砂率范围为10％～40％，砂率包括最粗、平均、最细级配砂率，灰浆裕度范围为0.6～2.6。
[0018]优选地，所述步骤S1中，
[0019]灰浆裕度：灰浆占砂空隙的体积比；
[0020]α＝(1
‑
m
砂
/γs
‑
m
石
/γg)/(m
砂
/γg
振
‑
m
砂
/γs)
[0021]式中：α：灰浆裕度；
[0022]m
石
：每方材料中石的质量，kg/m3；
[0023]m
砂
：每方材料中砂的质量，kg/m3；
[0024]γg:石料的表观密度，kg/m3；
[0025]γs：砂料的表观密度，kg/m3；
[0026]γg
振
:石料的振实密度，kg/m3；
[0027]γs
振
：砂料的振观密度，kg/m3。
[0028]优选地，所述步骤S1中，抗压强度试验中，水胶比和灰浆裕度应能包住该设计等级下不同级配范围内推荐的配合比。
[0029]优选地，所述步骤S1中，抗压强度试验，砂砾石混合法级配处理的原则为：先用相似级配法，用合适的相似模比，尽可能保证缩尺前后砂率变化在4.5
‑
5.5％，且保证大于40mm以上颗粒含量小于40％使之满足等量替代法的适用条件，进而采用等量替代法。
[0030]优选地，所述步骤S1中，抗压强度试验在室内试验时，砂砾石级配处理采用混合法，缩尺到40mm以下粒径，成型采用振动压实法。
[0031]优选地，所述步骤S3中，配合比参数包括单位用水量、水泥用量或粉煤灰用量。
[0032]本专利技术具有以下有益效果：
[0033]1)采用与现场施工工艺接近的振动压实法成型减少单位用水量。
[0034]2)采用级配模拟法(混合法)将最大粒径200mm砂砾石缩尺到40mm，砂砾石框架结构与原级配保持不变，填充率(砂浆裕度)不变，结果更真实。
[0035]3)通过计算灰浆裕度，找出不同砂率与灰浆裕度关系，再通过回归进行配合比设计，保证不同级配砂率下设计出的配比强度接近，保证不同级配的胶结砂砾石性能均衡，使得填充率小的级配砂砾石增加胶凝材料，填充率大的级配砂砾石减少胶凝材料。
[0036]4)该方法与现今采用的胶结砂砾石方法进行各项性能试验对比，该方法更加合理科学，降低材料和人力资源投入，降低成本。
附图说明
[0037]图1不同砂率下灰浆裕度与90天抗压强度关系；
[0038]图2砂率与胶凝材料关系；
[0039]图3砂率与用水量关系。
具体实施方式
[0040]下面结合实施例来进一步说明本专利技术，但本专利技术要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
[0041]实施例1
[0042]一种基于动态调整的胶结砂砾石配合比设计方法，所述方法包括以下步骤：
[0043]S1：选择不同砂率，不同灰浆裕度，进行不同组合下的抗压强度试验；
[0044]S2：建立不同砂率下，不同灰浆裕度与胶结砂砾石强度的关系图；
[0045]S3：根据不同灰浆裕度与胶结砂砾石强度的关系图，找出各级配砂率下满足设计强度要求最小胶凝材料的灰浆裕度，通过计算得出配合比参本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于动态调整的胶结砂砾石配合比设计方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：S1：选择不同砂率，不同灰浆裕度，进行不同组合下的抗压强度试验；S2：建立不同砂率下，不同灰浆裕度与胶结砂砾石强度的关系图；S3：根据不同灰浆裕度与胶结砂砾石强度的关系图，找出各级配砂率下满足设计强度要求最小胶凝材料的灰浆裕度，通过计算得出配合比参数；S4：建立满足设计强度等级下不同砂率与胶凝材料总量、用水量的关系曲线；S5：通过以上试验，得出相同设计强度，不同砂率的配合比的关系，现场根据砂率查找配合比，进行配合比动态调整。2.根据权利要求1所述基于动态调整的胶结砂砾石配合比设计方法，其特征在于：所述步骤S1中，砂率范围为10％～40％，砂率包括最粗、平均、最细级配砂率，灰浆裕度范围为0.6～2.6。3.根据权利要求1所述基于动态调整的胶结砂砾石配合比设计方法，其特征在于：所述步骤S1中，灰浆裕度：灰浆占砂空隙的体积比；α＝(1
‑
m
砂
/γs
‑
m
石
/γg)/(m
砂
/γg
振
‑
m
砂
/γs)式中：α：灰浆裕度；m
石
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭光文，余英，朱圣敏，薄茗月，黄莉，谭恺炎，陈卫烈，张振宇，金游，洪水英，张利兵，简宜端，谢严君，付书艳，卓智飞，
申请(专利权)人：葛洲坝集团试验检测有限公司，
类型：发明
国别省市：