胶凝砂砾石材料抗压强度影响因素研究.pdf

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1、第38卷第7期人民黄河V〇1.38,No.72016年7月YELLOWRIVERJul.,2016【工程勘测设计】胶凝砂砾石材料抗压强度影响因素研究柴启辉w，杨世锋u，孙明权】’2(1.华北水利水电大学，河南郑州450045;2.水资源高效利用与保障工程河南省协同创新中心，河南郑州450045)摘要:肢凝砂砾石材料作为一种新型的筑坝材料，力学特性受水泥用量、粉煤灰掺量、水肢比、砂率、骨料级配、龄期等因素的影响。通过大量不同配合比试验，研究肢凝砂砾石材料抗压强度随水肢比、砂率、水泥用量、粉煤灰掺量等因素变化的规律。砂率在工程常见范围0.1~0.4内时，肢凝砂砾石材料存在最优砂率

2、，为0.2,对应最优水肢比为1.0~1.4;砂率高时最优水肢比取上限，反之取下限，最优砂率对应的最优水肢比为1.1左右。肢凝砂砾石材料中水泥用量每增加10k^m3，立方体试件28d抗压强度可提高15%~20%;粉煤灰掺量每增加10kg/m3，立方体试件28d抗压强度均有所增大，增大幅度为1%~10%。试件尺寸及骨料级配对材料抗压强度影响显著。关键词：肢凝砂砾石；抗压性能；影响因素；力学特性中图分类号：TV43文献标志码：Adoi:10.3969/j.issn.1000-1379.2016.07.021胶凝砂砾石材料是一种新型筑坝材料，其材料特专门的试验规程。鉴于胶凝砂砾石材料

3、特性介于碾压性介于堆石料和混凝土之间，受胶凝含量、骨料级配、混凝土与土石料之间，试验方法参照《水工混凝土试砂率、水胶比、龄期等诸多因素影响[1]。胶凝砂砾石验规程》（SL352—2006)进行。坝发展历史短，关于胶凝砂砾石材料的力学性能研究1.3配合比设计不够深入系统，剖面设计缺乏理论支撑，难以确定安本试验配合比设计采用“重量法”，主要设计参数全、经济的合理剖面，致使该坝型在国内应用多局限于如下:①水泥用量分别为70、60、50、40kg/m3;②粉煤临时工程或辅助工程[2]。灰掺量分别为40、30、20kg/m3;③水胶比分别为0.8、笔者通过大量试验,针对影响胶凝砂砾石材

4、料力1.0、1.2、1.4;④砂率为0.1、0.2、0.3、0.4;⑤表观密度为学特性的主要因素进行试验与研究。选取天然河道的2350kg/m3。砂石料，通过筛分，取不同颗粒级配、水泥含量、粉煤灰设计各影响因素的不同组合，对不同配合比的材掺量、砂率、水胶比制作试件,进行抗压试验，研究胶凝料强度进行全面测算。砂砾石材料抗压强度随各影响因素的变化规律。2抗压强度影响因素分析1试验设计2.1砂率对材料抗压强度的影响1.1试验原材料以水泥用量50kg/m3,粉煤灰掺量30、40、50水泥采用河南多样达水泥有限公司生产的425#kg/m3,水胶比1.0,砂率0.1、0.2、0.3、0.

5、4为配合比制普通硅酸盐水泥;粉煤灰采用郑州热电厂干排粉煤灰备试件进行试验,研究砂率对材料立方体试件（150(属二级灰）；砂石料采用河南省汝州市境内北汝河料mmX150mmX150mm)28d抗压强度影响规律。砂率场的原状砂砾料。参照《水工混凝土试验规程》（SL与立方体试件抗压强度的关系曲线见图1。352—2006)[3],对砂石料进行筛分，得到砂的细度模由图1可以得出，砂率对胶凝砂砾石材料的抗压数为2.57(属于中砂）；骨料级配连续（见表1)。试验强度影响显著，材料抗压强度随着砂率由0.1逐渐增中5~20mm、20~40mm粒径的骨料使用量大，该料场加到0.4呈现先提高后下降

6、的趋势。通过大量试验得的骨料利用率高,能最大程度满足试验要求。到，在水泥用量为40、60、70kg/m3时，同样表现出上述表1骨料级配规律。研究表明，工程常用配合比范围中，存在最优砂累计筛余/%率（为0.2左右），此时各个配合比情况下胶凝砂砾石骨料品种5〜20…^20〜4040〜8080〜150>150砂率/%mmmmmmmmmm收稿日期：20160415毛料23.8326.6415.775.616.0422.11基金项目：水利部公益性行业科研专项（201301025)。作者简介：柴启辉（1982—)，男，河南固始人，讲师，硕士，主1.2试验标准要从事肢凝砂砾石材料力学试验及

7、数值分析。E-mail：chaiqihui@ncwu.edu.cn胶凝砂砾石材料是一种新型筑坝材料，目前没有•86•人民黄河2016年第7期材料立方体试件的28d抗压强度最咼。2.4粉煤灰掺量对材料抗压强度的影响对最优水胶比为1.0,水泥用量为60kg/m3,砂率为0.2、0.3、0.4的试件进行试验,研究拌和物中粉煤灰掺量对材料立方体试件28d抗压强度的影响规律。粉煤灰掺量与立方体试件抗压强度的关系曲线见图3。2.2水胶比对材料抗压强度的影响以水泥用量为40、50、60kg/m3,粉煤灰掺量为30、4