[发明专利]加浆振捣胶凝砂砾石的制备方法及其产品

说明书

技术领域

本发明涉及一种加浆振捣胶凝砂砾石的制备方法及采用该方法制得的产品，属于建筑领域，主要用于改进现有的水坝筑法，尤其是在获得预期性能的前提下，达到显著降低筑造成本的效果。

背景技术

胶凝砂砾石筑坝技术是国际上发展起来的新型筑坝技术，其特点是采用胶凝材料和工程现场的砂砾石材料(如，砂、石、砾石等)拌和筑坝，再使用高效率的土石方运输机械和压实机械进行施工。与常规混凝土筑坝技术比，胶凝砂砾石筑坝的技术特点是：仅剔除现场砂砾石料中超大粒径的骨料，不需要筛分、水洗等处理；此外，胶凝材料的用量少；并且，施工速度快30％以上，节约成本近50％。因此胶凝砂砾石筑坝技术具有经济、环保、施工快速等优点。

该筑坝技术扩大了坝型选择范围，放宽了筑坝条件，丰富了以土石坝、混凝土坝、砌石坝等为主的筑坝技术体系。通过合理的选择和组合不同筑坝技术，在大坝施工过程中，可以充分利用筑坝材料，减少弃料，以减少环境污染。

胶凝砂砾石筑坝技术中所采用的砂砾石料处理简单，不需要筛分和水洗；并且胶材用量少，通常为80kg/m³左右，低于采用碾压混凝土胶凝材料通常为150kg/m³左右的用量。然而，以胶凝砂砾石作为坝体的支撑结构时，其力学强度较低(通常180天设计强度不高于10MPa)，并且其存在抗渗性和抗冻耐久性差等缺点。因此，采用胶凝砂砾石筑坝的施工工程中需要有专门的上、下游防渗和抗冻保护层。目前，胶凝砂砾石坝和碾压混凝土坝的保护层都主要由常态混凝土、混凝土面板以及变态碾压混凝土等构成；但采用上述材料作为保护层具有成本高、环保性能差、施工进度慢等缺点。

为了解决上述材料作为大坝保护层出现的问题，发明人研究出一种加浆振捣胶凝砂砾石及其制备方法。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的主要目的在于：提供一种加浆振捣胶凝砂砾石的制备方法，其制成的加浆振捣胶凝砂砾石具有力学强度较高、抗渗性能好、抗冻耐久性好、且成本低的特性。

本发明提供的主要技术方案是：

一种加浆振捣胶凝砂砾石的制备方法，其包括以下步骤：

a、于施工现场采集天然砂砾石，剔除粒径150mm以上的颗粒，不进行筛分和处理，并以此级配变化的砂砾石作为配制母体材料用的砂砾石料；

b、将水、水泥、粉煤灰和砂砾石料按一定比例混合配制胶凝砂砾石作为母体材料；

c、以配制的母体材料按照一定的加浆率加浆制备加浆振捣胶凝砂砾石，其中，该加浆率是基于天然砂砾石自身的边界级配确定的，具体方式为：

以天然砂砾石的最细级配作为第一边界级配，以天然砂砾石的平均级配作为第二边界级配，并分别以第一边界级配、第二边界级配的砂砾石料分别制备试样，并通过检测试样的性能选择合适的加浆率。

其中，所述步骤c中，首先以料源地采集的天然砂砾石试样的最细级配、平均级配和最粗级配绘制天然砂砾石级配曲线的包络线，再以天然砂砾石级配曲线中包络线的最细级配作为第一边界级配，以天然砂砾石级配曲线中的平均级配作为第二边界级配，并分别以第一边界级配、第二边界级配的砂砾石料分别制备加浆振捣胶凝砂砾石试样，并通过检测加浆振捣胶凝砂砾石试样的性能选择合适的加浆率。

其中，当以用最细级配砂砾石料按步骤b配制的胶凝砂砾石作为母体材料时，通过步骤c制备的加浆振捣胶凝砂砾石应满足工程设计要求。

其中，当以用平均级配砂砾石料按步骤b配制的胶凝砂砾石作为母体材料时，通过步骤c制备的加浆振捣胶凝砂砾石作为工程设计参考对象。

其中，分别以第一边界级配、第二边界级配的砂砾石料制备的试样，当二者的性能同时符合要求时，其加浆率作为步骤b中的加浆率加浆制备加浆振捣胶凝砂砾石。

其中，步骤c中加浆使用的浆液是由减水剂、引气剂、水、水泥及粉煤灰按照一定比例配制成的。

其中，由减水剂、引气剂、水、水泥及粉煤灰按照一定比例配制成的浆液的流动度为20s至50s。

根据保护层防渗和抗冻要求，通过水灰比的选择，优选后，浆液的流动度为24s。

其中，本发明一种方法实施例中，浆液制备步骤中的减水剂、引气剂、水、水泥及粉煤灰的用量如下(每立方米浆液)：

水泥、500至800kg，

粉煤灰、300至600kg，

减水剂、0.6％至1.0％(胶凝材料用量的重量比)，

引气剂、0.01％至0.1％(胶凝材料用量的重量比)，

水、余量，