胶凝砂砾石配合比设计研究与工程应用
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天然砂砾石料作碾压混凝土骨料配合比研究应用摘要:本文以布桑加水电站拦河坝配合比室内试验实例,通过四种水泥配合比、天然砂砾石与人工碎石配合比强度对比试验,确定碾压混凝土的配合比。
对类似工程项目具有一定的借鉴意义。
关键词:天然砂砾石配合比碾压混凝土布桑加水电站拦河坝工程为双曲碾压混凝土拱坝,坝高141.5m,碾压混凝土采用天然砂砾石作骨料,设计指标:C9025W8F50(二)、C9025W6F50(三),劈拉强度不低于2.20MPa;C9020W8F50(二)、C9020W6F50(三),劈拉强度不低于1.9MPa。
砾石与人工碎石不同,光滑没有棱角,硬度没有碎石好,它与水泥浆的粘结性没有粗糙的碎石好,这也造成了施工的稳定性较差,特别是影响混凝土的劈拉强度。
通过调整胶凝材料掺比,进行室内配合比试验研究。
一、原材料(一)水泥、粉煤灰水泥有赞比亚的LAFARGE CEM A-C、DANGOTE CEM A-L、 CEM A-LⅡ42.5NCEM A-LⅡ42.5N四种硅酸盐水泥。
南非Ⅰ级粉煤灰。
(二)骨料1、细骨料机制砂细度模数2.72,属中砂,石粉含量检测值为19.9%,微粉含量12.5%。
细骨料颗粒级配试验结果细骨料品质检测成果表2、粗骨料粗骨料品质检测成果表3、外加剂减水剂选用的KTN-1型缓凝高效减水剂、GK-4A型缓凝高效减水剂;引气剂选用KT型引气剂、KT-9A型引气剂。
二、混凝土基本参数及原材料选择(一)粗骨料组合级配试验根据试验成果,确定工程的粗骨料组合为:二级配采用中石:小石=50:50;三级配采用大石:中石:小石=30:40:30。
(二)混凝土基准砂率试验水胶比采用0.50、砂率选择35%~38%、粉煤灰掺量50%、GK-4A型缓凝高效减水剂0.7%、KT-9A型引气剂0.08%;试验控制Vc值1~4s、含气量为2.5%~3.5%。
三级配砂率采用经验值比二级配最佳砂率低3个点的34%砂率作为最优砂率。
胶凝砂砾石摘要:在水库堤坝建设中,胶凝砂砾石堤坝作为重要的堤坝施工技术,在实际应用中取得了积极效果,胶凝砂砾石堤坝与其他的堤坝施工技术相比,具有材料特殊、施工效率高、施工成本低,以及材料稳定性强等优势,在堤坝建设中具有一定的代表性。
深入了解胶凝砂砾石堤坝施工技术和方法,对做好堤坝建设和推动堤坝建设的升级具有重要作用。
因此,我们应当根据胶凝砂砾石堤坝建设特点,深入探讨胶凝砂砾石堤坝建设技术的优势及其具体应用,总结其技术优势,为水库堤坝建设提供有效的技术支持。
关键词:胶凝砂砾石CSG坝;研究;技术进展引言从目前水库堤坝建设来看,胶凝砂砾石堤坝施工技术作为重要的施工工艺,在水库施工中得到了有效应用,采用胶凝砂砾石堤坝施工技术,不但提高了堤坝的结构强度,同时还实现了对堤坝结构的优化,使堤坝在建设过程中能够满足质量要求,提高堤坝的建设效果,确保堤坝在建设中能够在结构稳定性、结构强度和结构完整度方面达标,避免堤坝因施工技术不足影响堤坝的施工质量。
因此,深入分析胶凝砂砾石堤坝建设技术,并将其应用在水库施工中,对提高堤坝建设效果具有重要作用。
一、工程概述大华桥水电站位于云南省怒江州兰坪县兔峨乡境内的澜沧江干流上,是澜沧江上游河段规划推荐开发方案的第六级电站,上、下游梯级分别为黄登和苗尾水电站。
大华桥水电站装机容量920MW,水电站枢纽为大(2)型二等工程,枢纽水工建筑物由胶凝砂砾石重力坝、水道系统和地下厂房等组成。
混凝土重力坝最大坝高106.0m。
为了节约投资,工程除设置上下游临时土石围堰外,坝址上游设置胶凝砂砾石(CSG)过水围堰工程,围堰设计挡水标准采用10.16~次年5.31枯水时段10年一遇设计洪水,相应洪峰流量为2060m3/s,围堰设计挡水位1424.6m,堰顶高程为1426.0m,最大堰高为49.0m,堰顶轴线长约113.0m,堰顶宽7.0m。
上游过水围堰胶凝砂砾石(CSG)工程量约12万m3,骨料选用级配连续的天然砂砾石料,最大粒径不大于250mm、胶凝材料选择42.5级普通硅酸盐水泥。
应用技术与设计2018年第01期119参考文献:[1] 林坚,田刚,姜扬,刘洁敏.新形势下城乡规划应对空间发展问题的策略探析[J].城市发展研究,2016,09.[2] 罗震东.科学转型视角下的中国城乡规划学科建设元思考[J].城市规划学刊,2015,02.分析胶凝砂砾石坝结构设计时以某水库为例,这一水库在山西省黑水河的上游段,水库总库容可以达到980万m 3。
在这一水库大坝附近含有丰富的砂碌石等天然建筑材料。
相关技术人员到现场进行勘察,砂烁石料现有的储量在100万m 3以上,大坝的最大高度可以达到61.6m。
该工程使用了胶凝砂烁材料。
1 水库当地的气候条件情况分析对当地的气候条件进行了分析,主要是收集整理当地气象站提供的气象要素统计资料,其平均降水量是411.3mm,平均气温是7.1℃,水的平均蒸发量是1734mm,这一水库的平均风速可以达到2.3m/s,风速最大可以达到18m/s,风的吹向是WNW,其最大的冻土深度是1.43m。
这一水库所在的河谷呈现U 型,河谷的宽度达到220.0m,覆盖层厚度在6.5m-19.8m。
下伏的基岩中含有辉石斜长角闪岩,基岩面的高度在1185.739-1199.620。
水库基强风化层的厚度在0.90m-5.00m 范围,弱风化层的厚度在4.30m-8.75m 范围。
相关技术人员深入现场进行测试,并对其进行了钻孔操作,从中整理出了钻孔压水资料,发现对于这一基岩体而言,其高度在1149m-1196m 以上的岩体都是中等透水性,其厚度在3-28m 范围,在这一厚度以下就属于弱透水岩体。
通过对坝基进行勘察,发现其没有较大的断裂发育,而只是在靠近右岸位置发育了小型的断层,同时还伴有裂隙破碎带,这一破碎带的宽度是0.1m-2m,而且向外有一定的延伸。
2 胶凝砂砾石坝结构设计和实践应用情况2.1 分析基面和断面的确定为了保证结构形式的合理性,对当地材料特点进行分析,勘察人员到现场进行测试,根据结果整理了相关数据,可以参考组开挖砂砾石料,为以后的配合比设计提供参考依据。
胶凝砂砾石在中小型水利工程的应用分析发布时间:2021-09-10T12:19:46.959Z 来源:《基层建设》2021年第17期作者:罗瑾[导读] 摘要:胶凝砂砾石坝是随着我国科学技术深化发展之后,所发展起来的一种新坝型。
湖南晶昌建设工程有限公司摘要:胶凝砂砾石坝是随着我国科学技术深化发展之后,所发展起来的一种新坝型。
这种坝主要的是运用胶凝砂砾石来建造的,这种胶凝砂砾石是介于混凝土和堆石料之间的筑坝材料。
本文主要结合业界关于胶凝砂砾石的研究,从施工工艺、配合比等内容切入,对胶凝砂砾石在中小型水利工程的应用进行一定的剖析,并对其发展前景进行一定的阐述,希望能够对当下水利工程建设提供一定的参考作用。
关键词:胶凝砂砾石;中小型水利工程;工程应用;施工工艺砂砾石是现阶段较为常见的属于颗粒性的材料,被很多施工人员广泛运用在各种工程建设当中。
胶凝砂砾石坝是胶结颗粒料坝当中的一种,其骨料粒径的宽度可以放大到150mm,是我国经济建设发展成熟逐步兴起的一种新型坝。
借助各种有机材料的融合与胶结,从而生成出一种相比起混泥土来讲其性能稍低,但各方面都能够初步适合施工工程所运用的材料。
然而,在坝体的部分关键位置,还必须采用高强度材料来进行建设。
与此同时,在不同地区进行胶凝砂砾石坝的建设时,还必须充分考虑当地的气候以及地址状况,而后进行合适的配合比方式来满足当地的气候条件等需求。
一般来讲,胶凝砂砾石坝对材料的适应性较强,可以更加方便的在当地运用原材料,因此能够使得整个工程更加经济节约,是未来中小型水利工程发展的主要方向。
因此,本文主要站在前人研究的基础上,对胶凝砂砾石在中小型水利工程的具体应用上进行一定的分析。
一、砂砾石料制备与碾压混凝土比起来,胶凝砂砾石骨料其最大的不痛点便是不需要经过多重的程序如筛分水洗,其本身便是砂砾石混合料,这大大缩减了工程的工作量。
对于一些永久性工程的建设而言,其骨料粒径的最大量可以达到150mm,因此在实际的生产当中,只要对粒径较大的石料采取合理的方式进行剔除即可。
胶凝砂砾石坝材料特性研究及工程应用摘要:胶凝砂砾石筑坝技术是在碾压混凝土筑坝技术和面板堆石筑坝技术的基础上发展起来的一种新坝型,其特点是采用胶凝材料与砂砾石材料(包括砂、砾石、石等)拌合筑坝,使用高效率的土石方运输机械和压实机械施工。
由于水泥的胶凝作用增大了材料的抗剪强度,与面板坝相比可以缩小坝体断面;由于简化了材料的配比和骨料的制作,与碾压混凝土坝相比可以简化施工、缩短工期和减少费用。
胶凝砂砾石筑坝技术因施工快速、经济性和安全性好,以及环境友好,近年在日本、土耳其、希腊、法国、菲律宾等国的永久工程得到了应用,具有良好的发展前景。
该新型筑坝技术的引进研究及推广应用对我国面广量大的中小型水库大坝工程、围堰工程建设,以及众多的病险水库除险加固工程具有重大意义。
关键词:胶凝砂砾石坝技术特性发展误区1胶凝砂砾石坝技术特性和误区1.1筑坝材料──胶凝砂砾石胶凝砂砾石是将胶凝材料和水加入河床砂砾石或开挖废弃料等在坝址附近容易获得的岩石基材中,然后用简易的设备进行拌合而得到的一种筑坝材料。
与早期干贫碾压混凝土类似,胶凝砂砾石大多采用“土工法(‘Soil’Approach)”确定配合比,即通过试验得到材料的用水量、VC值和密度等指标之间的关系,确定单方最优用水量,然后通过试验得到胶凝砂砾石抗压强度与用水量、胶凝材料用量、龄期之间的关系,确定胶凝材料用量和设计龄期。
研究表明,VC值在10~20s之间时,胶凝砂砾石各方面的性能较好。
通常情况下,胶凝砂砾石胶凝材料用量在70~100kg/m3,其中水泥用量在40~60kg/m3,90d龄期抗压强度大于5MPa。
应力—应变关系可以近似为线性的范围被定义为“线性范围”,线性范围内的最大应力被定义为“线性极限强度(σL)”。
1.2应力分布胶凝砂砾石性能与混凝土类似,目前胶凝砂砾石坝也借鉴传统混凝土重力坝设计准则进行设计。
但因坝体断面不同,胶凝砂砾石坝与传统重力坝的应力分布存在根本性区别。
胶凝砂砾石坝材料配合比和性能分析陈彬兴【摘要】胶凝砂砾石坝 (简称CSG坝) 是一种就地取材、施工简单、快速, 造价低廉, 对环境的负面影响小的新坝型. 目前我国对CSG坝的研究尚处于理论分析阶段, 结合实际工程应用的研究成果还不多见. 本文以顺江堰工程为依托, 对CSG坝材料配合比和性能进行了分析.%Cement sand gravel dam (CSG) is a new type dam,which can make use of local materials,simple construction,fast,cost cheap and small negative impact on the environment.At present the research on the CSG dam is still in the theoretical analysis stage and the research combined with the practical application is rare. In this paper,the CSG dam material mix and performance is analyzed based on the project of ShunJiangyan.【期刊名称】《吉林水利》【年(卷),期】2015(000)010【总页数】4页(P12-14,35)【关键词】胶凝砂砾石坝;配合比;强度;性能【作者】陈彬兴【作者单位】四川大学工程设计研究院有限公司, 四川成都 610065【正文语种】中文【中图分类】TV641顺江堰引水枢纽改造工程位于西河上,天然砂卵石资源丰富。
拦河坝拟采用闸坝方案,左岸布置270.00m长溢流坝,右岸布置3孔泄洪冲沙闸。
溢流坝采用胶凝砂砾石坝,设计溢流坝顶部为WES曲线型实用堰,溢流坝最大坝高为11.6m。
胶凝砂砾石研究综述作者:黄晓琦来源:《建筑与装饰》2018年第14期摘要作为建筑材料中胶凝材料的重要组成部分,胶凝砂砾石凭借经济、安全、方便、低碳、环保等优点,广泛应用于建筑工程领域。
实际生活中,虽然胶凝砂砾石的应用非常广泛,但是,人们对于胶凝砂砾石材料还缺少全面、系统的认识。
因此,本文从胶凝砂砾石材料的力学特点、坝数值及坝型分析以及胶凝材料在温度变化和冻融环境下的耐久性等方面来对胶凝砂砾石进行了综合分析,希望可以指导人们更好的认识胶凝砂砾石材料。
关键词胶凝砂砾石;力学特点;坝数值;坝型;温度;冻融;研究胶凝砂砾石材料综合特性会受到材料用量、含砂率、水胶比、骨料级配、围压等诸多因素的影响。
而要想真正了解胶凝砂砾石材料的性质,我们首先就要研究其力学特性,通过系统的实验,精确的数据来分析和探讨胶凝砂砾石的力学特性。
1 胶凝砂砾石材料力学特性胶凝砂砾石是介于碾压型混凝土与堆石材料之间的一种新型胶凝材料,胶凝砂砾石的力学特性是坝体结构设计的基础,目前对于胶凝砂砾石的研究,多数是先选取合适的实验试件,然后通过反复的室内实验来完成的。
为了研究胶凝砂砾石的力学特性,国内外的建筑材料研究人员对其进行了很多单轴、三轴实验。
但是,由于胶凝砂砾石材料的特性会受到许多因素的影响,单从一个或几个方面来进行研究和实验,研究结果往往会缺少系统性和相关性。
而只有通过全面、系统的试验,将影响胶凝砂砾石材料的各种因素都考虑在内,才能全面了解并掌握胶凝砂砾石材料的力学特性及强度变化规律。
1.1 胶凝砂砾石材料强度的研究在对胶凝砂砾石强度进行全面研究的过程中,在考虑各种影响因素的情况下,通过全面、系统的拉、压实验及三轴剪切实验,才能真正了解胶凝砂砾石材料的力学特性,并掌握其强度的变化规律。
胶凝砂砾石材料的抗拉、压及三轴剪切等强度会受到胶凝材料的含砂率、水泥含量、水胶比、粉煤灰含量、级配及试件尺寸等诸多因素的影响。
例如,根据实验结果可知:胶凝砂砾石的含砂率在百分之二十左右时其实验试件的抗压强度最高,水泥用量和抗压强度是正比关系。
谈中小型水利工程胶凝砂砾石应用发布时间:2021-10-27T07:40:46.201Z 来源:《中国电气工程学报》2021年6期作者:程青宝[导读] 胶凝砂砾石是一种基于混凝土面板和碾压混凝土开发的新型胶凝砂砾石。
它是这是混凝土与堆石料程青宝福建华源阳光工程管理有限公司福建福州 350008摘要:胶凝砂砾石是一种基于混凝土面板和碾压混凝土开发的新型胶凝砂砾石。
它是这是混凝土与堆石料之间的胶凝砂砾石。
胶凝砂砾石作为国内外际橡胶砾石研究的一部分,从配合比、施工技术等方面分析了胶凝砂砾石在中小型水利工程中的应用情况。
根据国内外混胶凝砂砾石的建设和运营现状,研究了胶凝砂砾石在中小型水利工程中的应用前景,以便为相关工程的设计和实施提供信息。
关键词:胶凝砂砾石;中小型水利工程;工程应用;施工工艺砾石是工程中常用的非粘性粒状材料。
胶凝砂砾石的最大骨料尺寸可放宽到150毫米(最大粒料尺寸小于300毫米)。
这是一种新型坝,位于传统重力坝和混凝土坝之间。
通过胶结各种材料形成了性能略低于混凝土的材料。
强度、抗剪强度和抗冲强度符合工程使用要求,但大坝重量部分也必须使用高强度材料。
根据大坝的功能,即同时考虑到不同地区的使用要求,胶凝砂砾石坝的配合比必须调整两次,以满足强度、抗冻性、防渗等要求。
由于胶凝砂砾石可适应强,因此可以适应当地原材料。
它具有经济、应用、环境保护、节能和其他综合效益,是中小型水事领域的新发展方向,它的范围很广。
一、砂砾石料制备碾压混凝土与压胶凝砂砾之间的主要区别在于,原则上可以混合砂砾石而无需复杂的筛分水洗。
骨料是砂砾石混合料。
对于永久性工程,骨料的最大尺寸可达150毫米,并已用于生产在此过程中,只需移除大于预期最大粒度大小的石头即可。
同时,骨料必须满足一定的砂率。
沙子的利用率从18%到35%不等。
使用粗颗粒时,对每种粒径的比例没有严格限制,只有5毫米。
40毫米粒径的含量应为35-65%。
未开发的天然砂砾混合料具有相对均匀的天然粒径分布,是粘贴砂砾的理想颗粒来源。
胶凝砂砾石围堰施工关键技术研究摘要:以景德镇水利枢纽工程为例,从经济断面优化、配合比设计及施工工艺研究等方面对胶凝砂砾石围堰施工关键技术进行研究,并对技术要点进行分析总结,成功应用于生产实践,不仅具有显著的经济效益和环境效益,而且具有广阔的推广应用前景。
关键词:胶凝砂砾石;围堰;关键技术景德镇水利枢纽工程属昌江干流梯级开发的第3级,是一座以水生态景观为主,兼顾航运、发电等综合利用的水利枢纽工程。
主要由左岸溢流坝段、泄水闸坝、冲沙闸、发电厂房和鱼道等建筑物组成,不承担防洪任务,对洪水无调节,洪水期闸坝开启泄流。
工程施工采用分期导流方案,分两年施工。
一期枯水围堰围右坝段1.5孔泄水闸、冲砂闸和发电厂房;厂房全年围堰围右坝段冲砂闸和发电厂房;二期枯水围堰围左坝段3孔泄水闸、船闸和左岸非溢流坝段。
厂房全年围堰及二期枯水围堰的纵向导墙在一期枯水围堰的围护下施工完成。
原设计方案为混凝土围堰导墙,混凝土浇筑工程量大,工期较为紧张。
同时工程在景德镇市区,受环保要求等影响,无法自建搅拌系统,所有混凝土均需采用商混,而近几年随着地材价格的持续上涨,商品混凝土单价居高不下,混凝土围堰导墙造价较高。
本着“宜材适构、宜构适材”的理念,为充分利用施工现场开挖出来的砂砾料,因此结合工程实际对胶凝砂砾石围堰施工技术进行持续深入的研究。
1 围堰的经济断面优化国内已完建的胶凝砂砾石围堰项目,围堰坡比一般为1:0.5~1:0.75,一是断面较为肥大而不经济,二是也不利于基坑开挖施工。
结合工程坝址区域岩体的地质基础参数和胶凝砂砾石的主要力学参数,对围堰进行经济断面优化。
主要有初拟参数→受力计算→成果分析→得出最优断面4个流程。
首先,根据国内完建的类似项目,初拟设计参数,进行验证计算,再调整各项参数重复计算,在保证满足要求的情况下逐步减小参数。
其次,在围堰不同部位计算选取了四个断面,分别计算其最危险工况下的基本荷载组合及特殊荷载组合,计算断面导流工况及度汛工况。
胶凝人工砂石配合比试验施工工法胶凝人工砂石配合比试验施工工法一、前言胶凝人工砂石配合比试验施工是一种应用于工程建设中的新型施工工法。
该工法通过砂石配合比试验与胶凝材料的使用,提高了砂石的强度、可塑性和抗渗能力,有效地改善了传统砂石在工程建设中的一些问题。
二、工法特点胶凝人工砂石配合比试验施工工法具有以下几个特点:1. 提高了砂石的强度和可塑性,使其更适合工程建设的需要;2. 提高了砂石的抗渗能力,减少了渗漏问题的发生;3. 显著提高了施工效率,缩短了施工周期;4. 降低了施工成本,提高了工程的经济效益。
三、适应范围胶凝人工砂石配合比试验施工工法适用于各类土木工程中的基础、地下结构和道路等方面的施工。
特别适用于土质条件较差、需要提高砂石强度和抗渗性能的工程。
四、工艺原理胶凝人工砂石配合比试验施工工法通过与实际工程的联系和采取的技术措施,提供了一种理论依据和实际应用的方法。
通过砂石配合比试验,确定了胶凝材料的配比和用量,以达到提高砂石强度和可塑性的目的。
同时,在施工过程中采用了特定的浇筑和养护工艺,确保了胶凝人工砂石的质量和性能。
五、施工工艺胶凝人工砂石配合比试验施工工法包括以下几个施工阶段:1. 地基准备:清理和平整施工区域,确保地基平整稳固;2. 配料:按照试验结果确定的比例,将砂石和胶凝材料进行混合;3. 浇筑:将配制好的胶凝人工砂石浆料均匀地倒入施工区域;4. 整平:利用振动器等工具将浇筑好的胶凝人工砂石进行整平;5. 养护:施工后对胶凝人工砂石进行适当的水养护,保证其强度和抗渗性。
六、劳动组织胶凝人工砂石配合比试验施工工法的劳动组织需要根据具体工程情况进行安排和调整。
通常包括选配料工、浇筑工、整平工和养护工等。
七、机具设备胶凝人工砂石配合比试验施工工法所需的机具设备包括搅拌机、水泥潜孔钻、振动器等。
这些机具设备具有高效、节能、耐用等特点,需要经过专业操作人员使用。
八、质量控制为保证施工过程中的质量达到设计要求,胶凝人工砂石配合比试验施工工法需要进行严格的质量控制。
胶凝人工砂石配合比试验施工工法胶凝人工砂石是一种常用的修筑材料,具有承载能力强、耐磨耐久、施工简便等特点,被广泛应用于各类工程中。
为了确保工程质量和施工效率,需要制定合理的配合比试验施工工法。
本文将对胶凝人工砂石配合比试验施工工法进行全面介绍。
一、前言胶凝人工砂石是一种由粒径可控的砂石颗粒通过胶凝材料黏结而成的复合材料。
配合比试验施工工法是通过实验研究,确定出胶凝材料、水泥、砂石等各种成分的合理比例,以实现砂石颗粒与胶凝材料之间最佳粘结效果。
二、工法特点该工法具有以下几点特点:1. 精确配合:根据实际工程要求和材料特性,确定合适的配合比例,保证砂石与胶凝材料之间的黏结力和强度。
2. 施工简便:原料易获取,施工过程简单快捷。
3. 强度可调控:可以通过改变配合比例,调整砂石的强度和耐久性。
4. 环保节能:胶凝材料可回收再利用,减少了对自然资源的消耗,符合可持续发展理念。
三、适应范围该工法适用于各类砂石修筑工程,特别是需要承受较大荷载和剪切力的工程,如道路、桥梁、堤坝等。
四、工艺原理胶凝人工砂石配合比试验施工工法的原理主要包括以下几个方面:1. 配合比理论:根据砂石与胶凝材料的性质和工程要求,确定合适的配合比例。
2. 混合工艺:通过搅拌机将胶凝材料、水泥和砂石混合搅拌均匀,形成胶凝人工砂石。
3. 养护措施:在施工过程中,对胶凝人工砂石进行适当的养护,保证其达到设计要求的强度和稳定性。
4. 施工技术:采取合适的施工工艺和措施,确保胶凝人工砂石的均匀性和质量。
五、施工工艺该工法的施工工艺包括:1. 准备材料:准备胶凝材料、水泥、砂石等原材料,并进行检测和质量控制。
2. 配合比试验:根据设计要求,进行配合比试验,并对试验结果进行评估和调整。
3. 混合搅拌:将胶凝材料、水泥和砂石按比例加入搅拌机,进行混合搅拌,直至均匀分布。
4. 浇注铺设:将混合好的胶凝人工砂石倒入指定位置,进行铺设和压实,确保均匀性和紧密度。
水胶比对胶凝砂砾石抗压强度影响规律研究作者:韩立炜杨志斌郭磊来源:《人民黄河》2021年第05期摘要:膠凝砂砾石作为一种新型筑堤筑坝材料,具有环境友好、漫顶不溃或缓溃、建设成本低、施工速度快及发挥效益早等优点,在业界得到了广泛的认可,但尚存在诸多关键技术难题需要攻克。
胶凝砂砾石材料的力学特性受多方面因素的影响,本文针对最优水胶比,在工程常用的配合比范围内设计胶凝砂砾石立方体抗压强度室内试验,针对试验数据分别分析了最优水胶比与胶凝材料用量、砂率、龄期的相关关系,得到如下结论:最优水胶比与胶凝材料用量负相关,胶凝材料用量增加时,最优水胶比减小;最优水胶比与砂率正相关,砂率提高时,最优水胶比增大;随着水胶比的增大,90 d龄期相对于28 d龄期的强度提升率增大,且不同水胶比的强度在90 d后趋近于同一数值。
关键词:胶凝砂砾石;立方体抗压强度;最优水胶比;胶凝材料;砂率;龄期中图分类号:TV43文献标志码:Adoi:10.3969/j.issn.1000-1379.2021.05.024Abstract: Cemented sand and gravel, as a new type of material for embankment and dam construction has the advantages of environmental friendliness, overtopping or slow collapse, low construction cost, fast construction speed and early benefit. It has been widely recognized in the industry, but as a new dam type, there are still many key technical issues that need to be overcome. The mechanical properties of cemented sand and gravel materials are affected by many factors. Aiming at the optimal water-binder ratio, this article designed the indoor test of the cubic compressive strength of cemented sand and gravel within the range of the commonly used engineering mix ratios and analyzed the most the correlation between the optimal water-binder ratio and the amount of cementing material, sand rate and age. The following valid conclusions are obtained:The optimal water-binder ratio is negatively related to the amount of cementing material and when the amount of cementing material increases, the optimal water-binder ratio decreases. The optimal water-binder ratio is positively correlated with the sand rate. When the sand rate increases, the optimal water-binder ratio increases. With the increase of the water-binder ratio, the strength improvement rate of the 90-day age relative to the 28-day age increases and the strength of different water-binder ratios gradually approach the same value after 90 days.Key words: cemented sand and gravel; cubic compressive strength; optimal water-binder ratio; cementitious material; sand rate; age胶凝砂砾石坝是近些年发展起来的一种新坝型[1-4],相比混凝土坝能适应各种不同的地基,相比土石坝则大大减小了断面面积,胶凝砂砾石本身具有一定的抗剪强度,在遇到洪水漫顶时也可保持自身结构的稳定、防止溃坝[5]。
5%胶凝土稳定碎石配合比设计试验报告1. 引言本文档旨在介绍5%胶凝土稳定碎石配合比设计试验的过程和结果。
稳定碎石是一种常用于道路基层材料的填料材料,通过添加胶凝土可以提高其强度和稳定性。
为了确定最佳的胶凝土稳定碎石配合比,我们进行了一系列试验。
2. 实验目的本次试验的目的是确定5%胶凝土稳定碎石的最佳配合比,以提高其抗压强度和稳定性。
通过试验,我们希望能够找到最适合应用于道路基层的配合比方案。
3. 实验方法3.1 材料准备我们使用了胶凝土、稳定碎石和水作为试验材料。
胶凝土采用标准混合比制备,稳定碎石按照需要的级配曲线进行筛分,水则使用自来水。
3.2 试验步骤1. 按照设计的配合比要求,将胶凝土、稳定碎石和水按照一定比例混合均匀。
2. 将混合后的料放入标准圆模中,并采用振实法进行密实。
3. 每种配合比方案制备三个试件,以获取更可靠的实验结果。
4. 将试件在恒定温度下养护一定时间,以确保其强度充分发展。
5. 进行抗压强度试验,测量试件的抗压强度值。
6. 根据试验结果进行数据分析和组织。
4. 实验结果经过一系列试验和数据分析,得出了各种配合比方案的抗压强度和稳定性指标。
我们将每个试验方案的试验结果整理如下表:5. 结论与建议通过对试验结果的分析比较,我们得出以下结论与建议:1. 方案3的抗压强度和稳定性指标均优于其他方案,可以作为最佳的胶凝土稳定碎石配合比方案。
2. 方案2和方案4的抗压强度和稳定性指标也较好,可以作为备选方案。
3. 方案1的抗压强度和稳定性指标相对较低,不适合作为应用于道路基层的配合比方案。
4. 未来可以进一步研究和优化配合比方案,以提高胶凝土稳定碎石的性能和使用寿命。
6. 参考文献[1] XX标准混合比规范[2] XX胶凝土稳定碎石使用指南以上是本次5%胶凝土稳定碎石配合比设计试验的报告,希望能对相关领域的研究和工程实践产生一定的参考价值。
胶凝砂砾石配合比设计研究与工程应用作者:闫林何建新杨海华来源:《人民黄河》2020年第02期摘要:針对某实际胶凝砂砾石永久性水利工程特性进行配合比设计,采用丁朴荣理论公式法和最大密度试验法进行三种砂砾石料混合级配设计,并结合配合比试验研究优选胶凝材料用量和水胶比。
胶凝砂砾石材料的抗压强度随着胶凝材料用量的增大而增大,且在胶凝材料用量大于100 kg/m3时,胶凝砂砾石材料力学性能趋向于混凝土。
此外,在同一胶凝材料用量下,试件抗压强度随水胶比的增大呈现先增大后减小的趋势,即存在最优水胶比。
综合实际施工技术、节约经济及抗压强度富余度等条件,最终为该工程推荐胶凝材料用量为100 kg/m3,水胶比为1.0。
关键词:胶凝砂砾石;配合比设计;级配;胶凝材料用量;最优水胶比中图分类号:TV41文献标志码:Adoi:10.3969/j.issn.1000-1379.2020.02.018Abstract: This paper details the mixture ratio design of the Permanent Water Conservancy project of the actual cementing sand and gravel. The Ding Pu-rong theory formula method and the maximum compactness test method were used to carry out three kinds of sand and gravel mixture gradation design. And combining the mix ratio test to optimize the amount of cementitious materials and the ratio of water and rubber. The compressive strength of cementitious sand-gravel material increases with the increases of the dosage of cementitious materials. And when the dosage of cementitious material is greater than that of 100 kg/m3, the mechanical properties of cementitious sand-gravel materials tend to be concrete. In addition, under the same cementitious material dosage, the tendency of the compressive strength of specimen was increased first and then decreased with the increase of the ratio of water to rubber. And the optimal water glue ratio was found in the test results. Combined with the actual construction technology, economical and the surplus degrees of compressive strength, the recommended cementitious materials dosage and water glue ratio for the project is 100 kg/m3 and 1.0, respectively.Key words: cementitious sand gravel; proportioning design; gradation; gel material dosage; optimal water glue ratio胶凝砂砾石坝是介于土石坝和混凝土坝之间的一种过渡坝型,其使用材料胶凝砂砾石(简称CSG)是用少量的胶凝材料(如水泥、粉煤灰)及原则上不经过筛分和水洗的坝址区河床砂砾石料,通过简易拌和、摊铺、振动碾压而形成的具有一定抗压、抗剪强度的新型筑坝材料[1-4]。
胶凝砂砾石材料的应用起源于20世纪70年代,由于其符合“宜材适构”的建筑理念,且具有施工快速、经济环保、安全性高等特点[5-7],因此在国外永久性水利工程中得到广泛应用。
但其在我国永久性水利工程中鲜有使用,究其原因:一是目前国内学者在进行胶凝砂砾石配合比设计研究时,对于砂砾石料不进行级配筛分或采用三级配设计,致使理论方法不统一,试验和研究结果有差异;二是不进行砂砾石料级配筛分时,实际工程现场天然砂砾石料级配离散性太大,造成胶凝砂砾石强度离散性过大,使得胶凝砂砾石坝施工质量难以控制。
新疆某调蓄水池坝型为胶凝砂砾石坝,是新疆首座采用胶凝砂砾石材料的永久性水利工程,调蓄水池最大坝高22.31 m,坝顶长68.0 m,宽4.0 m,大坝上游坡比为1∶0.50,下游坡比为1∶0.75。
大坝通体分两区,皆采用胶凝砂砾石材料填筑。
经调查发现,该工程坝址区河床的天然砂砾石料(A料)中细料含量过少,仅为18.4%,级配偏粗,且含泥量(为3.6%)稍高。
结合前期室内试验得出,A料在胶凝材料用量达到120 kg/m3时28 d抗压强度勉强满足设计要求,为4.16 MPa,但此时胶凝材料用量较多,试件空隙较大,蜂窝麻面严重。
本研究通过丁朴荣理论公式法和最大密度试验法改善砂砾石料级配,并结合胶凝砂砾石配合比试验分析各项因素对胶凝砂砾石材料的影响,为该工程配合比设计提供理论依据和技术参考。
1原材料及试验方法1.1砂砾石料A料为坝址区河床剔除粒径大于80 mm颗粒后的砂砾石料;B料为A料剔除部分加工破碎颗粒后产生的砂砾石料,其粒径小于60 mm;C料是由外料场提供的细料,粒径小于5 mm。
该工程拟混合使用A、B、C三种砂砾石料,以达到减少胶凝材料用量和提高胶凝砂砾石材料强度的目的。
三种砂砾石料级配见表1。
1.2其他原材料试验水泥采用新疆蒙鑫P.O42.5级普通硅酸盐水泥,粉煤灰采用准东东方希望电厂生产的Ⅱ级粉煤灰,水为普通自来水。
1.3试验方法借鉴国内外相关研究经验进行配合比设计试验[8-11],结合该工程设计要求,将VC值(用来衡量干硬性或低流塑性拌和物流动性能的指标)控制在2~15 s,进行室内试验时考虑砂砾石料的饱和面干吸水量,在此基础上根据VC值调整水胶比,并设置对照组试验。
采用维勃稠度仪测定VC值,VC值测定后,采用湿筛法剔除粒径大于40 mm的砂砾石料,并分三层装入150 mm×150 mm×150 mm的钢试模中,每层插捣后击实,击实功为0.537 J/cm3。
将击实后的试件表面抹平并称重,每组试验制作3个试件,将3个试件的抗压强度平均值作为该组试验的结果。
胶凝砂砾石配合比设计及实测参数见表2。
2试验结果及分析2.1试验结果成型试件盖封2 d后脱模,室内采用棉布包裹覆盖,恒温(20±2)℃洒水养护28 d。
抗压强度采用STYE-200J型岩石抗剪抗压试验机测定,将加载速度控制为0.8 kN/s,直到试件破坏,试件28 d抗压强度试验结果见表3。
2.2砂砾石料级配设计砂砾石料含量占胶凝砂砾石材料的90%以上,对胶凝砂砾石材料力学性能具有重要影响。
不同地区砂砾石料级配差异性显著,即便是同一地区的砂砾石料,级配也存在随机性,砂砾石料级配的差异性是造成胶凝砂砾石材料抗压强度离散性的主要原因,也是制约胶凝砂砾石在永久性工程中使用的主要因素。
通过可靠的理论依据调整几种级配不良的砂砾石料混合比例,以改善混合后的砂砾石料级配,对胶凝砂砾石材料在实际工程中的运用具有重要价值。
2.2.1丁朴荣理论公式法针对该工程三种不同级配的砂砾石料用量,进行人工调配,以优化其级配。
采用丁朴荣级配理论公式计算最优配合比例[12],得到理论最大密实度下的砂砾石料级配组成,即式中:Pi为筛孔直径di的通过率,%;F为粒径小于0.075 mm的填料用量,%;n为级配指数;di为某一筛孔直径,mm;Dmax为石料最大粒径,mm;d0.075为填料最大粒径,d0.075=0.075 mm。
可以看出,影响级配的关键因素为填料最大粒径、级配指数和粒径0.075 mm颗粒用量等取值。
根据《胶结颗粒料筑坝技术导则》[13]及前人试验总结得到:砂砾石料最大粒径不宜超过80 mm,小于5 mm粒径细料的含量以18%~35%为宜。
张傲齐[14]认为新疆地区胶凝砂砾石工程建设中,骨料的最大粒径宜选择100 mm,级配指数宜为0.30~0.36。
刘录录[15]进一步提出,小于5 mm粒径细料的最优含量为25%~30%,在砂砾石料用量优选时将其作为参考。
采用丁朴荣理论公式经多种情况求解得到三种砂砾石料混合比例为A料∶B料∶C料=75∶15∶10时,理论级配曲线与合成级配曲线拟合程度最佳,最优级配组成见表4。
取A料级配曲线作为对比,砂砾石料级配曲线见图1。
可以看出,理论级配曲线与合成级配曲线拟合良好,与理论级配相比A料级配明显偏粗,合成砂砾石料中细料含量明显提升,达到31.3%,含泥量(为3.1%)有所降低。
2.2.2最大密实度试验法不同于振捣密实的普通混凝土施工工艺,胶凝砂砾石施工宜采用类似于碾压混凝土振动碾压的施工工艺,因此胶凝砂砾石级配设计采用相对密度试验原理更为适宜。
砂砾石料混合比例不同对应最大密实度不尽相同,砂砾石料密实度越大土体颗粒空隙越小、所成型胶凝砂砾石密实度越大,此时使用较少的浆体(胶凝材料浆体)即可满足胶结要求。
采用相对密度试验仪对各组混合砂砾石料分别进行3次最大密实度试验,试验振动频率为50 Hz,振幅为±1 mm,顶部施加正应力14 kPa,振动时间为6~8 min,将3次试验的平均值作为最终结果,试验组合及结果见表5。
由表5可知,当砂砾石料混合比例为75∶15∶10时,砂砾石料的最大密实度为2 120kg/m3,试验最优混合比例与丁朴荣理论公式计算比例相吻合,证明利用理论公式法进行设计、最大密度试验法进行复核可有效解决胶凝砂礫石工程砂砾石料级配离散性的问题,从而提高胶凝砂砾石材料的适用性和易用性。
综上所述,在混合比例为75∶15∶10的合成砂砾石料基础上进行胶凝砂砾石配合比试验研究更为合理,可规避砂砾石料级配问题带来的影响。
胶凝砂砾石实测密度与抗压强度的关系见图2。