本發(fā)明屬于筑壩技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種膠凝砂礫石壩模型材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
膠凝砂礫石筑壩技術(shù)是國際上近年發(fā)展起來的新型筑壩技術(shù)，其特點是采用膠凝材料和砂礫石材料拌合筑壩，使用高效率的土石方運輸機械和壓實機械施工，施工快速、節(jié)省投資、安全和環(huán)境友好。與常規(guī)的混凝土或散粒體筑壩比，具有更加經(jīng)濟、安全、環(huán)保、施工快速等獨特的優(yōu)點，近年在日本、土耳其、希臘、法國、菲律賓等國家的永久工程得到應(yīng)用。該筑壩技術(shù)擴大了壩型選擇范圍，放寬了筑壩條件，豐富了以土石壩、混凝土壩、砌石壩等為主的筑壩技術(shù)體系。通過合理的筑壩技術(shù)選擇和組合，大壩施工可以充分利用筑壩材料，減少棄料，大幅減少大壩施工對環(huán)境的影響。
現(xiàn)有的膠凝砂礫石壩工程上下游保護層多采用常態(tài)混凝土或碾壓變態(tài)混凝土等常規(guī)形式，但是應(yīng)用在膠凝砂礫石壩工程中造成成本高、非環(huán)保、施工干擾且進度慢。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供了一種膠凝砂礫石壩模型材料及其制備方法，能夠模擬膠凝砂礫石材料的力學(xué)性能，如彈性模量，同時能夠體現(xiàn)膠凝砂礫石材料的離散性。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
本發(fā)明提供了一種膠凝砂礫石壩模型材料，由如下重量份原料制成：重晶石粉80~120、石膏0~8、水泥0~12、水20~35和發(fā)泡劑1~10。
根據(jù)上述的膠凝砂礫石壩模型材料，由如下重量份原料制成：重晶石粉90~120、石膏1~8、水20~35和發(fā)泡劑1~10。
根據(jù)上述的膠凝砂礫石壩模型材料，由如下重量份原料制成：重晶石粉90~120、水泥2~12、水20~35和發(fā)泡劑1~10。
根據(jù)上述的膠凝砂礫石壩模型材料，由如下重量份原料制成：重晶石粉100、石膏6.5、水29和發(fā)泡劑4.5。
根據(jù)上述的膠凝砂礫石壩模型材料，由如下重量份原料制成：重晶石粉100、水泥10.5、水33和發(fā)泡劑4.5。
根據(jù)上述的膠凝砂礫石壩模型材料，所述發(fā)泡劑為動物性水泥發(fā)泡劑或植物性水泥發(fā)泡劑。
根據(jù)上述的膠凝砂礫石壩模型材料，所述重晶石粉的粒度為325~600目。
上述的膠凝砂礫石壩模型材料的制備方法包括以下步驟：
（1）按照配比稱取重晶石粉、水泥和石膏混勻得到混合物a；
（2）攪拌下，向配方量的水中同時添加混合物a和配方量的發(fā)泡劑，直至添加完畢，然后持續(xù)攪拌10~25s，停止攪拌得到漿料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：
（1） 本發(fā)明便于利用現(xiàn)場獲取的重晶石粉、水泥或石膏、水和發(fā)泡劑配置具有良好的流動性和體積穩(wěn)定性，漿液凝固后具有較高的強度和變形性能，膠凝砂礫石壩模型材料的彈性模量為30~300MPa。
（2）本發(fā)明材料的優(yōu)點：材料制備簡單，價格便宜，無毒、無腐蝕性，耐儲存，制備后能夠保證材料性能不發(fā)生變化。本發(fā)明材料能夠模擬膠凝砂礫石材料的力學(xué)性能，如彈性模量，同時能夠體現(xiàn)膠凝砂礫石材料的離散性。
具體實施方式
以下實施例旨在進一步說明本發(fā)明的內(nèi)容，但不限制本發(fā)明的保護范圍。
實施例1
一種膠凝砂礫石壩模型材料，由如下重量份原料制成：重晶石粉80~120、石膏0~8、水泥0~12、水20~35和發(fā)泡劑1~10。
所述的膠凝砂礫石壩模型材料的制備方法包括以下步驟：
（1）按照配比稱取重晶石粉、水泥和石膏混勻得到混合物a；
（2）攪拌下，向配方量的水中同時添加混合物a和配方量的發(fā)泡劑，直至添加完畢，然后持續(xù)攪拌10~25s，停止攪拌得到漿料。
實施例2
一種膠凝砂礫石壩模型材料，由如下重量份原料制成：重晶石粉100、石膏1.5、水25和發(fā)泡劑6.5。
本實施例的制備方法與實施例1相同。
參照《水工混凝土試驗規(guī)程》（SL352-2006），對本發(fā)明膠凝砂礫石壩模型材料進行測試，本發(fā)明制得的膠凝砂礫石壩模型材料的彈性模量為31MPa。
實施例3
一種膠凝砂礫石壩模型材料，由如下重量份原料制成：重晶石粉100、石膏1.5、水25和發(fā)泡劑4.5。
本實施例的制備方法與實施例1相同。
參照《水工混凝土試驗規(guī)程》（SL352-2006），對本發(fā)明膠凝砂礫石壩模型材料進行測試，本發(fā)明制得的膠凝砂礫石壩模型材料的彈性模量為37MPa。
實施例4
一種膠凝砂礫石壩模型材料，由如下重量份原料制成：重晶石粉100、石膏3.5、水25和發(fā)泡劑4。
本實施例的制備方法與實施例1相同。
參照《水工混凝土試驗規(guī)程》（SL352-2006），對本發(fā)明膠凝砂礫石壩模型材料進行測試，本發(fā)明制得的膠凝砂礫石壩模型材料的彈性模量為46MPa。
實施例5
一種膠凝砂礫石壩模型材料，由如下重量份原料制成：重晶石粉100、石膏4.5、水27和發(fā)泡劑4。
本實施例的制備方法與實施例1相同。
參照《水工混凝土試驗規(guī)程》（SL352-2006），對本發(fā)明膠凝砂礫石壩模型材料進行測試，本發(fā)明制得的膠凝砂礫石壩模型材料的彈性模量為53MPa。
實施例6
一種膠凝砂礫石壩模型材料，由如下重量份原料制成：重晶石粉100、石膏6.5、水29和發(fā)泡劑4.5。
本實施例的制備方法與實施例1相同。
參照《水工混凝土試驗規(guī)程》（SL352-2006），對本發(fā)明膠凝砂礫石壩模型材料進行測試，本發(fā)明制得的膠凝砂礫石壩模型材料的彈性模量為61MPa。
實施例7
一種膠凝砂礫石壩模型材料，由如下重量份原料制成：重晶石粉100、石膏7.5、水30和發(fā)泡劑4.5。
本實施例的制備方法與實施例1相同。
參照《水工混凝土試驗規(guī)程》（SL352-2006），對本發(fā)明膠凝砂礫石壩模型材料進行測試，本發(fā)明制得的膠凝砂礫石壩模型材料的彈性模量為63MPa。
實施例8
一種膠凝砂礫石壩模型材料，由如下重量份原料制成：重晶石粉100、水泥2.5、水26和發(fā)泡劑3.5。
本實施例的制備方法與實施例1相同。
參照《水工混凝土試驗規(guī)程》（SL352-2006），對本發(fā)明膠凝砂礫石壩模型材料進行測試，本發(fā)明制得的膠凝砂礫石壩模型材料的彈性模量為55MPa。
實施例9
一種膠凝砂礫石壩模型材料，由如下重量份原料制成：重晶石粉80~120、水泥4.5、水28和發(fā)泡劑4.5。
本實施例的制備方法與實施例1相同。
參照《水工混凝土試驗規(guī)程》（SL352-2006），對本發(fā)明膠凝砂礫石壩模型材料進行測試，本發(fā)明制得的膠凝砂礫石壩模型材料的彈性模量為96MPa。
實施例10
一種膠凝砂礫石壩模型材料，由如下重量份原料制成：重晶石粉100、水泥6.5、水30和發(fā)泡劑3.5。
本實施例的制備方法與實施例1相同。
參照《水工混凝土試驗規(guī)程》（SL352-2006），對本發(fā)明膠凝砂礫石壩模型材料進行測試，本發(fā)明制得的膠凝砂礫石壩模型材料的彈性模量為157MPa。
實施例11
一種膠凝砂礫石壩模型材料，由如下重量份原料制成：重晶石粉100、水泥7.5、水31和發(fā)泡劑3.5。
本實施例的制備方法與實施例1相同。
參照《水工混凝土試驗規(guī)程》（SL352-2006），對本發(fā)明膠凝砂礫石壩模型材料進行測試，本發(fā)明制得的膠凝砂礫石壩模型材料的彈性模量為193MPa。
實施例12
一種膠凝砂礫石壩模型材料，由如下重量份原料制成：重晶石粉100、水泥10.5、水33和發(fā)泡劑4.5。
本實施例的制備方法與實施例1相同。
參照《水工混凝土試驗規(guī)程》（SL352-2006），對本發(fā)明膠凝砂礫石壩模型材料進行測試，本發(fā)明制得的膠凝砂礫石壩模型材料的彈性模量為265MPa。
上述為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，在不脫離本發(fā)明所附權(quán)利說明書所限定的本發(fā)明精神范圍內(nèi)，在形式和細節(jié)上對本發(fā)明所做的任何變化，都屬于本發(fā)明的保護范圍。