[发明专利]一种胶凝人工砂石材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于胶凝砂砾石坝技术领域，特别涉及一种介于碾压混凝土与常规胶凝砂砾石之间的新型筑坝材料。本发明还提供所述胶凝人工砂石材料的制备方法。

背景技术

为简化施工，加快建设速度，同时降低成本，人们已在传统重力坝和堆石坝建设的基础上提出了采用碾压混凝土和胶凝砂砾石筑坝等。

碾压混凝土对料场和骨料制备有严格要求，从料场开采的石料需要经过复杂的骨料破碎和筛分，并严格控制骨料级配和配合比。另外，单方(即单位方量，一般指：1立方米)碾压混凝土中胶凝材料的含量相对较多，绝热温升高，温控难度大。

常规胶凝砂砾石采用天然的砂、砾石、卵石等，级配波动较大，配置强度一般较低。对缺乏天然河床砂、砾石、卵石等材料，或对材料配置强度要求较高的坝址，缺少适应性。

发明内容

本发明的目的在于拓宽现有技术中胶凝砂砾石的适用范围，提供一种胶凝人工砂石材料，该凝胶人工砂石材料具有绝热温升低、可满足强度要求、具有一定抗渗、抗冻性能的特点，可在缺乏天然河床砂、砾石、卵石等材料，或对材料配置强度要求较高的坝址应用。

本发明的另一个目的在于提供所述胶凝人工砂石材料的制备方法，该制备方法具有制作工序简单，可加快施工速度和降低成本的特点。

本发明的目的是这样实现的：

一种胶凝人工砂石材料，其原料中的骨料，为经过破碎的工程现场的开挖料和弃料中的至少一种，该骨料的最大允许粒径为150mm；该胶凝人工砂石的级配标准差σ_s小于3％，其配合比要求：所述骨料级配的波动大，即在所述级配标准差σ_s大于1％时，胶凝人工砂石强度满足“双级配双强度规定”的原则；或者，所述骨料级配的波动小，即在级配标准差σ_s小于1％时，胶凝人工砂石满足“单级配单强度规定”的原则。

该胶凝人工砂石材料的胶凝材料的加入量为80～130kg/m³,其中水泥用量为40～60kg/m³，其余为粉煤灰。

所述骨料中的含泥量小于5％。

所述胶凝人工砂石材料的制备方法，其中：

骨料加工步骤为：

对于工程现场的开挖料和/或弃料进行破碎，通过筛除或人工挑拣而保证骨料最大允许粒径为150mm；

对于所述骨料级配波动程度,采用“级配标准差”的方法进行评价，包括进行砂率调整的步骤；

在进行配合比设计时，择一地采用下面两种方法进行配合比设计：

(1)若所述骨料级配的波动大，即在所述级配标准差σ_s在1％-3％时，以骨料为最细级配和平均级配时的胶凝人工砂石强度满足“双级配双强度规定”的原则进行配合比设计；

(2)若所述骨料级配的波动小，即在级配标准差σ_s小于1％时，则以平均级配时的胶凝人工砂石强度满足“单级配单强度规定”的原则进行配合比设计。

进一步地，在所述制备方法中，胶凝材料的加入量为80～130kg/m³,其中水泥用量为40～60kg/m³，其余为粉煤灰。

在所述制备方法中，对于工程现场的开挖料和/或弃料进行破碎，具体地可以是经过一道或二道颚式破碎机破碎。

在砂率调整中，根据和易性好，经济性优的标准进行砂率调整。

砂率调整为：在砂率低于18％的人工破碎骨料中，通过外掺砂来调整砂率，将砂率调至18％左右，以满足碾压施工中的泛浆、密实的要求。

当破碎骨料中砂率低于18％左右时，由于砂率过低，将影响人工胶凝砂砾石的可碾性和密实性，导致强度降低，因此，需通过额外掺砂调整砂率。考虑到经济性，该砂率一般调整至18％左右，能满足碾压施工中的泛浆、密实要求即可。

本发明提供的所述胶凝人工砂石材料是一种新型的筑坝材料，与现有技术相比较，其具备下述6个特点：

1、对骨料的来源要求宽松、处理简单，例如可充分利用工程现场的开挖料、各种弃料等，只需要经简单的破碎来制备骨料，并且骨料不需要筛分即调整级配，只需剔除大粒径的骨料，以保证骨料最大允许粒径为150mm；

具体的，简单的破碎是指，例如将石料经过一道或二道颚式破碎机进行破碎；剔除大粒径的骨料，破碎石料之后是采用筛除的方法,或者大粒径的骨料占比少时可人工拣选来保证骨料最大允许粒径150mm。而例如碾压混凝土，在骨料处理中要经过四道以上破碎和筛分，骨料最大允许粒径80mm。