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(guó)際上近年發(fā)展起來(lái)的新型筑壩技術(shù)，其特點(diǎn)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(yùn)輸機(jī)械和壓實(shí)機(jī)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(jì)、安全、環(huán)保、施工快速等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，近年在日本、土耳其、希臘、法國(guó)、菲律賓等國(guó)家的永久工程得到應(yīng)用。該筑壩技術(shù)擴(kuò)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(guò)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(duì)環(huán)境的影響。

現(xiàn)有的膠凝砂礫石壩工程上下游保護(hù)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(jìn)度慢。

技術(shù)實(shí)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(shí)能夠體現(xiàn)膠凝砂礫石材料的離散性。

為實(shí)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(dòng)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(shí)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(chǎng)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(dòng)性和體積穩(wěn)定性，漿液凝固后具有較高的強(qiáng)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(diǎn)：材料制備簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，無(wú)毒、無(wú)腐蝕性，耐儲(chǔ)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(shí)能夠體現(xiàn)膠凝砂礫石材料的離散性。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例旨在進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容，但不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)施例的制備方法與實(shí)施例1相同。

參照《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006），對(duì)本發(fā)明膠凝砂礫石壩模型材料進(jìn)行測(cè)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(shí)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(shí)施例的制備方法與實(shí)施例1相同。

參照《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006），對(duì)本發(fā)明膠凝砂礫石壩模型材料進(jìn)行測(cè)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(shí)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(shí)施例的制備方法與實(shí)施例1相同。

參照《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006），對(duì)本發(fā)明膠凝砂礫石壩模型材料進(jìn)行測(cè)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(shí)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(shí)施例的制備方法與實(shí)施例1相同。

參照《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006），對(duì)本發(fā)明膠凝砂礫石壩模型材料進(jìn)行測(cè)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(shí)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(shí)施例的制備方法與實(shí)施例1相同。

參照《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006），對(duì)本發(fā)明膠凝砂礫石壩模型材料進(jìn)行測(cè)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(shí)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(shí)施例的制備方法與實(shí)施例1相同。

參照《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006），對(duì)本發(fā)明膠凝砂礫石壩模型材料進(jìn)行測(cè)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(shí)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(shí)施例的制備方法與實(shí)施例1相同。

參照《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006），對(duì)本發(fā)明膠凝砂礫石壩模型材料進(jìn)行測(cè)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(shí)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(shí)施例的制備方法與實(shí)施例1相同。

參照《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006），對(duì)本發(fā)明膠凝砂礫石壩模型材料進(jìn)行測(cè)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(shí)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(shí)施例的制備方法與實(shí)施例1相同。

參照《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006），對(duì)本發(fā)明膠凝砂礫石壩模型材料進(jìn)行測(cè)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(shí)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(shí)施例的制備方法與實(shí)施例1相同。

參照《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006），對(duì)本發(fā)明膠凝砂礫石壩模型材料進(jìn)行測(cè)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(shí)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(shí)施例的制備方法與實(shí)施例1相同。

參照《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006），對(duì)本發(fā)明膠凝砂礫石壩模型材料進(jìn)行測(cè)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(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明所附權(quán)利說(shuō)明書所限定的本發(fā)明精神范圍內(nèi)，在形式和細(xì)節(jié)上對(duì)本發(fā)明所做的任何變化，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。