[发明专利]一种基于临界砂率的胶结砂砾石配合比设计方法

说明书

本发明涉及一种基于临界砂率为基准的胶结砂砾石配合比设计方法，现场根据不同级配变化，参比基准配合比的临界砂率，即砂浆裕度为1.0时的基准配合比来上下调整配合比，从而解决强度离散大、不经济的问题。该方法与现今采用的胶结砂砾石方法进行各项性能对比试验相比，方法更加合理科学，降低材料和人力资源投入，降低成本。

技术领域

本发明涉及水利水电工程领域，特别涉及一种基于临界砂率的胶结砂砾石配合比设计方法。

背景技术

胶结砂砾石料是指利用胶凝材料和砂砾石料，经拌和、摊铺、振动碾压形成的具有一定强度的材料，这项筑坝技术不同于常规的土石坝和重力坝，带来的显著效果是：大幅度降低成本、环保、高效快速施工建成高安全性大坝。

目前国内已建工程项目中胶结砂砾石配合比设计方法主要是参照导则SL674配合比设计方法进行，配合比设计原则是确定配合比控制范围。根据胶凝砂砾石配制强度，选2～3个胶凝材料用量，在每个胶凝材料用量下，分别按最粗级配、最细级配和平均级配的砂砾石比例，在较宽范围内选取不同用水量进行强度试验，建立不同级配下28d龄期及设计龄期的抗压强度、弹性模量与用水量的关系，确定满足施工VC值要求的适宜用水量范围以及与之相对应的适宜强度范围，即配合比控制范围。最后根据不同胶凝材料用量下的配合比控制范围选定胶凝材料用量。该胶凝材料用量下，配合比控制范围中平均级配胶凝砂砾石设计龄期强度最小值应满足配制强度要求，同时配合比控制范围中最细级配胶凝砂砾石设计龄期强度最小值不应低于设计强度。

而实际上，胶结砂砾石是一种半刚性材料，内部空隙常常无法达到完全包裹状态，因此造成采用该配合比设计方法存在以下几个方面问题：

1、全包裹理论设计使得浆体用量增加，不能充分发挥胶结砂砾石料的全部优势。

2、为满足最细、平均、最粗级配包线内的胶结砂砾石性能都满足设计要求，故不同级配推荐配合比均采用同一胶凝材料，湿筛成型后使得三种级配的胶结砂砾石强度和弹模差异较大，因此会导致胶结砂砾石整体变形特征存在不均衡现场，也不利于今后的施工质量控制。为解决这一问题，我们寻求新的配合比设计方法，尽量保证不同级配胶结砂砾石强度均衡。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于临界砂率的胶结砂砾石配合比设计方法，比现有方法设计出的不同级配强度更均衡，室内模拟现场成型工艺，设计出的配合比更科学合理，保证施工质量。

本发明技术方案如下：

一种基于临界砂率的胶结砂砾石配合比设计方法，所述方法包括以下步骤：

1)根据设计强度要求，固定一个粉煤灰掺量，初选4～5个水胶比和灰浆裕度，进行不同水胶比和灰浆裕度组合下的砂浆强度试验；

2)得出不同水胶比下灰浆裕度与砂浆强度的关系；

3)将砂浆强度换算成胶结砂砾石强度，根据步骤2)，可得出满足设计强度要求的不同水胶比对应的灰浆裕度，然后计算出不同水胶比的每方砂浆胶凝材料用量；

4)找出上述满足设计强度要求的最小胶凝材料用量的配合比，其对应的水胶比和灰浆裕度为基准水胶比和基准灰浆裕度；

5)按照砂砾石平均级配粗骨料的空隙率计算出胶结砂砾石刚好全填充的的临界砂率，该砂率为基准砂率；

6)通过5)得出基准配合比参数；

7)如实际砂率大于基准砂率时，采用基准配合比下的水胶比和灰浆裕度，同时计算出胶凝材料和水，得出该砂率下的配合比；

8)如实际砂率小于基准砂率，采用上述基准配合比下的水胶比和砂浆裕度，得出该砂率下的配合比；

9)对胶结砂砾石基准配合比进行适当修正；