CN108439914A - 一种水泥基高强地质力学模型试验相似材料及其制备方法 - Google Patents

一种水泥基高强地质力学模型试验相似材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108439914A
CN108439914A CN201810465268.0A CN201810465268A CN108439914A CN 108439914 A CN108439914 A CN 108439914A CN 201810465268 A CN201810465268 A CN 201810465268A CN 108439914 A CN108439914 A CN 108439914A
Authority
CN
China
Prior art keywords
component
parts
cement
geomechanical
strength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810465268.0A
Other languages
English (en)
Inventor
戴银所
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Army Engineering University of PLA
Original Assignee
Army Engineering University of PLA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Army Engineering University of PLA filed Critical Army Engineering University of PLA
Priority to CN201810465268.0A priority Critical patent/CN108439914A/zh
Publication of CN108439914A publication Critical patent/CN108439914A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/38—Diluting, dispersing or mixing samples
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00991—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for testing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/20—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength

Abstract

本发明公开了一种水泥基高强地质力学模型试验相似材料，该材料易于成型，力学性能稳定，价格便宜。本发明的水泥基高强地质力学模型试验相似材料，包括组分A和组分B，所述的组分A按重量份数计由以下组分混合而成：水泥2～6份、硅灰5份、重晶石砂57～65份、重晶石粉22～30份，所述的组分B由水组成，以组分A中水泥砂浆100份为基准，组合B中水用量为8～12份，其中使用时组分A与组分B混合均匀即可使用。

Description

一种水泥基高强地质力学模型试验相似材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及用一种力学模型试验相似材料及其制备方法，更具体地说涉及一种水泥基高强地质力学模型试验相似材料及其制备方法。
背景技术
地质力学模型试验是岩石力学研究的重要手段，其科学性取决于建造模型的相似材料与所模拟的围岩具有相同的物理变化过程。地质力学模型试验的科学性首先取决于模型与原型具有相同的物理变化过程，其中相似材料的选择是影响模型试验科学性的基础。相似材料主要是利用人工材料模拟天然岩石，在基本满足相似原理的条件下，使人工材料的物理力学性能指标和天然岩石性能指标具有一定的比例关系，即相似材料的力学参数必须依照相似准则而与工程原岩相符合。由于岩石种类和变形破坏过程的多样性，难以找出一种相似材料能够完全满足地质力学模型试验的要求，甚至精确地满足其中几个主要指标的要求也是比较困难的。
由于水泥基材料和岩石有相当多的共性，它们都是由体积较小的矿物颗粒组成，都含有大量的缺陷和裂纹，且都是非均质的，而且具有原材料来源丰富、价格便宜、物理力学性能稳定、无污染等优点，因而广泛作为地质力学模型试验相似材料使用。
以普通硅酸盐水泥为胶凝材料，以重晶石砂、重晶石粉和硅灰为填料配制相似材料，各组分重量百分比的范围分别为：水泥2～6份，重晶石58～62份，重晶石粉20～24份，硅灰5份；水用量为8～12份。该产品易于成型，力学性能稳定，对环境无污染，容重在2950～3000kg/m3，14天后抗压强度能够达到1～2MPa，在地质力学模型试验中可以模拟高强岩石。
发明内容
本发明解决了现有技术中模拟高强岩石时难以达到高容重的问题，提供一种易于成型，力学性能稳定，价格便宜的地质力学模型试验相似材料。
同时本发明还提供该相似材料的制备方法，该制备方法简单易行，成本低。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种水泥基高强地质力学模型试验相似材料，包括组分A和组分B，其特征在于：
所述的组分A按重量份数计由以下组分混合而成：
所述的组分B由水组成，以组分A中水泥100份为基准，组合B中水用量为8～12份，其中使用时组分A与组分B混合均匀即可使用。
本发明的相似材料，其进一步的技术方案是所述的相似材料由重晶石砂和重晶石粉组成，以重量百分比计相似材料中水泥2～6份，重晶石砂58～62份，重晶石粉22～24份；水用量为8～12份。更进一步的技术方案还可以是所述的水泥为32.5普通硅酸盐水泥。
本发明的水泥基高强地质力学模型试验相似材料，其进一步的技术方案还可以是所述的重晶石砂的粒径为0.6-1.18mm。
本发明的水泥基高强地质力学模型试验相似材料，其进一步的技术方案还可以是所述的重晶石粉的粒径为小于0.6mm。
本发明的水泥基高强地质力学模型试验相似材料，其进一步的技术方案还可以是所述的硅灰粒径为100-300nm。
本发明的水泥基高强地质力学模型试验相似材料的制备方法，其包括以下步骤：
将水泥、重晶石砂、重晶石粉和硅灰加入到水泥砂浆搅拌机中，低速搅拌30秒后，在第二个30秒加入水，再高速搅拌60秒，结束即可。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：
本发明由于采用重晶石砂、重晶石粉、硅灰为主要填料，保证了相似材料的较大容重，力学性能稳定，无污染，强度高等多种性能，在地质力学模型试验中可以模拟高强岩石。另外组成本发明的相似材料的各组分原料易得，未使用任何特殊的昂贵原料和复杂成型工艺，因此成本较低。
以普通硅酸盐水泥为胶凝材料，以重晶石砂、重晶石粉和硅灰为填料料配制相似材料，各组分重量百分比的范围分别为：水泥2～6份，重晶石砂58～62份，重晶石粉22～24份；水用量为8～12份。本发明的产品易于成型，力学性能稳定，容重达到2950～3000kg/m3，14天后抗压强度能够达到1～2MPa，在地质力学模型试验中可以模拟高强岩石。
同时本发明的制备方法，工艺简单，条件温和。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明的范围不限于下面的实施例。
实施例1
相似材料所述的组分A中以100份为基准，32.5普通硅酸盐水泥2份，重晶石砂62份，重晶石粉23份砂，硅灰5份；组分B以其组分水用量为8份。将水泥、重晶石砂、重晶石粉、硅灰加入到水泥胶砂搅拌机中，低速搅拌30秒后，在第二个30秒加入水，再高速搅拌60秒，结束即可。
本发明的产品，容重在2970kg/m3，14天、28天抗压强度分别为0.83MPa、0.97MPa。
实施例2
相似材料所述的组分A中以100份为基准，32.5普通硅酸盐水泥3份，重晶石砂61份，重晶石粉22份砂，硅灰5份；组分B以其组分水用量为9份。将水泥、重晶石砂、重晶石粉、硅灰加入到水泥胶砂搅拌机中，低速搅拌30秒后，在第二个30秒加入水，再高速搅拌60秒，结束即可。
本发明的产品，容重在2980kg/m3，14天、28天抗压强度分别为1.1MPa、1.4MPa。
实施例3
相似材料所述的组分A中以100份为基准，32.5普通硅酸盐水泥4份，重晶石砂60份，重晶石粉21份砂，硅灰5份；组分B以其组分水用量为10份。将水泥、重晶石砂、重晶石粉、硅灰加入到水泥胶砂搅拌机中，低速搅拌30秒后，在第二个30秒加入水，再高速搅拌60秒，结束即可。
本发明的产品，容重在2990kg/m3，14天、28天抗压强度分别为1.4MPa、1.9MPa。
实施例4
相似材料所述的组分A中以100份为基准，32.5普通硅酸盐水泥5份，重晶石砂58份，重晶石粉21份砂，硅灰5份；组分B以其组分水用量为11份。将水泥、重晶石砂、重晶石粉、硅灰加入到水泥胶砂搅拌机中，低速搅拌30秒后，在第二个30秒加入水，再高速搅拌60秒，结束即可。
本发明的产品，容重在2990kg/m3，14天、28天抗压强度分别为1.9MPa、2.3MPa。
实施例5
相似材料所述的组分A中以100份为基准，32.5普通硅酸盐水泥6份，重晶石砂57份，重晶石粉20份砂，硅灰5份；组分B以其组分水用量为12份。将水泥、重晶石砂、重晶石粉、硅灰加入到水泥胶砂搅拌机中，低速搅拌30秒后，在第二个30秒加入水，再高速搅拌60秒，结束即可。
本发明的产品，容重在3010kg/m3，14天、28天抗压强度分别为2.2MPa、2.7MPa。

Claims (6)

1.一种水泥基高强地质力学模型试验相似材料，包括组分A和组分B，其特征在于：
所述的组分A按重量份数计由以下组分混合而成：
所述的组分B由水组成，以组分A中水泥100份为基准，组合B中水用量为8～12份，其中使用时组分A与组分B混合均匀即可使用。
2.根据权利要求1所述的水泥基高强地质力学模型试验相似材料，其特征在于所述的重晶石砂的粒径为0.6-1.18mm。
3.根据权利要求1所述的水泥基高强地质力学模型试验相似材料，其特征在于所述的重晶石粉的粒径为小于0.6mm。
4.根据权利要求1所述的水泥基高强地质力学模型试验相似材料，其特征在于所述的水泥为32.5普通硅酸盐水泥。
5.根据权利要求1所述的水泥基高强地质力学模型试验相似材料，其特征在于所述的硅灰粒径为100-300nm。
6.一种如权利要求1-5任一所述的水泥基高强地质力学模型试验相似材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
将水泥、重晶石砂、重晶石粉和硅灰加入到水泥砂浆搅拌机中，低速搅拌30秒后，在第二个30秒加入水，再高速搅拌60秒，结束即可。
CN201810465268.0A 2018-05-16 2018-05-16 一种水泥基高强地质力学模型试验相似材料及其制备方法 Pending CN108439914A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810465268.0A CN108439914A (zh) 2018-05-16 2018-05-16 一种水泥基高强地质力学模型试验相似材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810465268.0A CN108439914A (zh) 2018-05-16 2018-05-16 一种水泥基高强地质力学模型试验相似材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108439914A true CN108439914A (zh) 2018-08-24

Family

ID=63203762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810465268.0A Pending CN108439914A (zh) 2018-05-16 2018-05-16 一种水泥基高强地质力学模型试验相似材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108439914A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111123874A (zh) * 2019-12-30 2020-05-08 杭州电子科技大学 基于分数阶lqg基准的水泥回转窑烧成过程性能确定方法
CN113735493A (zh) * 2021-08-13 2021-12-03 河海大学 一种用于高拱坝动力模型试验的相似材料及其制备方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11209159A (ja) * 1998-01-26 1999-08-03 Mitsubishi Materials Corp セメントコンクリート製品およびその製造方法
EP1236699A1 (en) * 2001-03-01 2002-09-04 Sika AG, vorm. Kaspar Winkler & Co. Composite material and shaped article with thermal conductivity and specific gravity on demand
CN101407397A (zh) * 2008-11-03 2009-04-15 山东大学 一种改性相似材料及其制备方法
CN101913818A (zh) * 2010-09-02 2010-12-15 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种交互层状模型材料试件制备方法
CN102390961A (zh) * 2011-08-08 2012-03-28 四川大学 用于模拟岩体的地质力学模型相似材料及其制备方法
CN103641415A (zh) * 2013-12-16 2014-03-19 中国人民解放军理工大学 一种高强、抗裂陶粒混凝土及其制备方法
CN104003655A (zh) * 2014-05-30 2014-08-27 中国人民解放军理工大学 一种脆性岩石相似材料及其制备方法
CN104387012A (zh) * 2014-10-29 2015-03-04 中国人民解放军理工大学 一种偏硅酸钠胶结岩石相似材料及其制备方法
CN104503494A (zh) * 2014-10-29 2015-04-08 中国人民解放军理工大学 一种使用重晶石砂调节相似材料比重的方法
CN106316173A (zh) * 2016-08-28 2017-01-11 葛洲坝石门特种水泥有限公司 一种核电工程用加重防辐射水泥
CN106365530A (zh) * 2016-08-26 2017-02-01 昆明理工大学 一种大型混凝土结构仿真模型材料及其制备方法
CN106542792A (zh) * 2016-11-02 2017-03-29 北京科技大学 一种用于深部高应力环境下矿山工程围岩相似模拟材料
CN107814546A (zh) * 2017-10-19 2018-03-20 中国科学院武汉岩土力学研究所 深部硬岩高强度高脆性高重度相似材料及其制备方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11209159A (ja) * 1998-01-26 1999-08-03 Mitsubishi Materials Corp セメントコンクリート製品およびその製造方法
EP1236699A1 (en) * 2001-03-01 2002-09-04 Sika AG, vorm. Kaspar Winkler & Co. Composite material and shaped article with thermal conductivity and specific gravity on demand
CN101407397A (zh) * 2008-11-03 2009-04-15 山东大学 一种改性相似材料及其制备方法
CN101913818A (zh) * 2010-09-02 2010-12-15 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种交互层状模型材料试件制备方法
CN102390961A (zh) * 2011-08-08 2012-03-28 四川大学 用于模拟岩体的地质力学模型相似材料及其制备方法
CN103641415A (zh) * 2013-12-16 2014-03-19 中国人民解放军理工大学 一种高强、抗裂陶粒混凝土及其制备方法
CN104003655A (zh) * 2014-05-30 2014-08-27 中国人民解放军理工大学 一种脆性岩石相似材料及其制备方法
CN104387012A (zh) * 2014-10-29 2015-03-04 中国人民解放军理工大学 一种偏硅酸钠胶结岩石相似材料及其制备方法
CN104503494A (zh) * 2014-10-29 2015-04-08 中国人民解放军理工大学 一种使用重晶石砂调节相似材料比重的方法
CN106365530A (zh) * 2016-08-26 2017-02-01 昆明理工大学 一种大型混凝土结构仿真模型材料及其制备方法
CN106316173A (zh) * 2016-08-28 2017-01-11 葛洲坝石门特种水泥有限公司 一种核电工程用加重防辐射水泥
CN106542792A (zh) * 2016-11-02 2017-03-29 北京科技大学 一种用于深部高应力环境下矿山工程围岩相似模拟材料
CN107814546A (zh) * 2017-10-19 2018-03-20 中国科学院武汉岩土力学研究所 深部硬岩高强度高脆性高重度相似材料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
戴银所等: ""掺合料对水泥基相似材料性能的影响研究"", 《煤炭科学技术》 *
李耀基等: "《磷矿山深部矿体地下开采技术》", 31 May 2013, 冶金工业出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111123874A (zh) * 2019-12-30 2020-05-08 杭州电子科技大学 基于分数阶lqg基准的水泥回转窑烧成过程性能确定方法
CN113735493A (zh) * 2021-08-13 2021-12-03 河海大学 一种用于高拱坝动力模型试验的相似材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103121814B (zh) 一种轻质混凝土及其制备方法及应用
CN108585649B (zh) 一种粉煤灰和矿粉基地聚物快凝型刚性修补砂浆及其制备方法
CN102924014A (zh) 一种轻质高抗垂性粘结砂浆及其制备、使用方法
CN106777535B (zh) 碱激发再生混凝土配合比设计方法及系统
CN102010173B (zh) 一种保温抗裂生土砖制备方法
CN110845196A (zh) 高强无机人造石及其制造方法
CN104496387A (zh) 一种基于软岩遇水软化特性的相似材料及其制备方法
CN102775106A (zh) 一种再生红砖砂干粉砂浆及其制造方法
CN109279861A (zh) 一种自密实复合混凝土及其制备方法、混凝土墙砖
CN106007605B (zh) 无水短养护软岩相似模型材料及其制备方法
CN108439914A (zh) 一种水泥基高强地质力学模型试验相似材料及其制备方法
CN102173629A (zh) 一种水泥基材料的体积稳定剂及其使用方法
CN104387012A (zh) 一种偏硅酸钠胶结岩石相似材料及其制备方法
CN105777032A (zh) 天然硬石膏基机械喷涂用内墙抹灰石膏材料及其制备方法
CN107721287B (zh) 一种硅藻土改性混凝土及其制备方法
CN103601455A (zh) 一种速凝时间可控注浆材料及其制备方法
CN110272258B (zh) 一种高强耐水氯氧镁水泥及其制备方法
CN101948289A (zh) 一种建筑抹灰施工时冲筋用的砂浆及其施工方法
CN103660425B (zh) 一种高强度不褪色仿木板材的制备方法
CN109879644A (zh) 一种采用大理石废料加工无机人造石的方法
CN108467232A (zh) 一种含有花岗岩废石粉的瓷砖粘结剂及其制备工艺
CN107556802B (zh) 一种用于柔美软石成品贴的柔性填充腻子及其制备方法
CN106116205A (zh) 一种混凝土增效剂
CN105967567A (zh) 一种桥梁伸缩缝专用高聚物快速结构修补料及其制备方法
CN108101433A (zh) 一种高强土聚水泥砂浆及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180824

RJ01 Rejection of invention patent application after publication