[發明專利]澆筑型膠結顆粒料及其制備方法

有效

• 申請號: 201910049727.1
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN109485316B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 金峰;王衛;黃杜若;潘堅文;周虎;汪博浩
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B40/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙天月

本發明提出了澆筑型膠結顆粒料及其制備方法。該澆筑型膠結顆粒料包括：顆粒材料，所述顆粒材料密實堆積后，形成澆筑型膠結顆粒料的骨架結構；高性能水泥基的膠凝材料，可在自重作用下沿著顆粒材料的孔隙流動，流動的同時部分膠凝材料沉積于顆粒料空隙形成膠結顆粒料。本發明所提出的澆筑型膠結顆粒料，其膠凝材料沉積量可通過膠凝材料流動性能參數與沉積量之間的經驗公式確定，可根據膠凝材料沉積量和膠凝材料自身強度快速地預測出澆筑型膠結顆粒料的力學參數，進而減少制備預期的膠結顆粒料的周期和成本。

技術領域

本發明涉及工程材料制備技術領域，具體的，本發明涉及澆筑型膠結顆粒料及其制備方法。

背景技術

高性能自密實水泥凈漿、自密實水泥砂漿和自密實混凝土由于具有很好的流動性能，在澆筑過程中無需施加任何振搗，僅依靠自重就能密實填充顆粒間的微小孔隙。自密實水泥基的膠凝材料是房屋、橋梁、壩體和路基等工程建設中常用的材料，同時自密實水泥基的膠凝材料在邊坡、病害壩、地基和隧洞等加固工程有廣泛的應用。高性能水泥基的膠凝材料具有施工簡單、工程量小和工程成本低等優點。

膠結顆粒材料是一種常見的材料。自然界中膠結顆粒材料包括砂巖、礫巖等。工程中，最常見的膠結顆粒材料主要包括膠結堆石料、膠結砂礫石和堆石混凝土等。傳統水泥基膠結顆粒材料的強度主要通過壓縮試驗獲得，首先需要通過拌合的方式制備符合規范要求的膠結顆粒材料試樣，然后將成型的膠結顆粒材料放于標準養護室中，養護28天或更長時間，最后采用壓力機進行加載試驗得到。若想配制出滿足工程需求的膠結顆粒材料，則需要根據壓縮試驗結果，不斷調整膠結顆粒材料的配合比。自然界中存在很多低強度膠結顆粒材料或高孔隙膠結顆粒材料，很難從工程現場中取出滿足試驗要求的標準試樣，因此只能在室內制備出類似材料表征自然界中膠結顆粒材料，工程實踐表明室內拌合而成的膠結顆粒材料試樣忽略了歷史沉積過程，導致人工制備的膠結顆粒材料與自然界中的膠結顆粒材料的力學性能存在差異。同時這類人工的膠結顆粒材料試樣通常是非標準試樣，加載試驗得到的強度數據不一定能真實反映材料自身力學性能。對于峽谷滑坡形成的堰塞體，如果采用挖掘清理的方式，工期長且工程危險系數高，工程量大，工程成本高，灌漿加固是一種很好的處治方法。在灌漿工程中，最常用的加固指標是灌漿量，對灌漿形成的膠結體強度、膠結體結構以及膠結體尺寸缺乏清晰的認識，為了確保工程安全，往往需要在涉及灌漿量的基礎上，不斷提高灌漿量，進一步造成工程工期的延長，工程成本的增加。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種澆筑型膠結顆粒材料及其設計方法，其中，澆筑型膠結顆粒材料是由高性能水泥基的膠凝材料在自重作用下流經顆粒材料孔隙，部分膠凝材料沉積于顆粒材料空隙得到，而澆筑型膠結顆粒材料的設計方法是根據顆粒材料和預期膠結顆粒料的力學性能，進行高性能水泥基的膠凝材料的選型，并確定膠結顆粒料中預期膠凝材料沉積量和高性能水泥基的膠凝材料自身力學性能；通過高性能水泥基的膠凝材料在顆粒材料中的沉積量與其流動性能參數之間的經驗公式，確定預期膠凝材料沉積量對應的高性能水泥基的膠凝材料的流動性能參數，進而確定高性能水泥基的膠凝材料配合比，最后將制備的高性能水泥基的膠凝材料灌注于顆粒材料中，便可得預期力學性能的膠結顆粒料。

在本發明的第一方面，本發明提出了一種澆筑型膠結顆粒料。

根據本發明的實施例，所述澆筑型膠結顆粒料包括：顆粒材料，所述顆粒材料在密實堆積后形成所述澆筑型膠結顆粒料的骨架結構；高性能水泥基的膠凝材料，所述膠凝材料在自重作用下沿著所述顆粒材料的孔隙流動，且在所述流動過程中，部分所述膠凝材料沉積于所述顆粒材料空隙；其中，所述膠凝材料在所述澆筑型膠結顆粒料中的沉積量是通過所述膠凝材料的流動性能參數確定出的，且所述澆筑型膠結顆粒料的力學參數是根據所述膠凝材料的所述沉積量和所述膠凝材料的力學性能確定出的。