CN109400056A

CN109400056A - 一种水泥胶结岩体相似材料回收及再利用方法

Info

Publication number: CN109400056A
Application number: CN201811321477.4A
Authority: CN
Inventors: 董建华; 杨宝全; 陈建叶; 陈媛; 张�林; 刘玉琨; 张文; 罗敏
Original assignee: Sichuan University
Current assignee: Sichuan University
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2019-03-01
Anticipated expiration: 2038-11-07
Also published as: CN109400056B

Abstract

本发明公开了一种水泥胶结岩体相似材料回收及再利用方法，属于地质力学模型试验技术领域，该方法是在模型试验测试之后，将岩体相似材料拆除后进行粉碎，粉碎至其粒径≤1mm；将粉碎后的材料放入烘箱内烘干除水，取出冷却至室温；将抗磨液压机油加入到烘干混合物中再混合均匀；将水泥加入到粉碎料和液压机油的混合物中，继续混合均匀；最后将水加入到以上的混合物中，再混合均匀即可。该方法解决了水泥胶结岩体相似材料的回收再利用问题，操作简单，成本较低，而且在实验室容易实施，无需购置其它设备，利用现有设备即可。

Description

一种水泥胶结岩体相似材料回收及再利用方法

技术领域

本发明属于地质力学模型试验技术领域，具体地说，是涉及一种用于地质力学模型试验的水泥胶结岩体相似材料回收及再利用方法。

背景技术

由于近代生产建设及科学技术的发展，越来越多的建筑物，如大坝、厂房、隧洞、地下电站等都需要修建在具有复杂地质构造的岩基上或者岩体内，因而使这类建筑物的抗滑稳定、基础变形对建筑物结构的影响等问题成为了地质力学模型试验所研究的主要内容。

地质力学模型试验是根据一定的相似原理对特定工程地质问题进行缩尺研究的一种方法，试验的主要目的是研究各种建筑物在外荷载作用下的的极限承载能力、破坏形态、破坏机理和变形分布特性。能真实反映地质构造与工程建筑之间的关系，能模拟工程建筑对岩体所产生的影响，且能更直观地显示出工程建筑对岩体影响以及岩体变形变形对建筑物结构的影响所产生的结果。因此，在地质力学模型试验研究过程中，满足物理力学性能相似关系的模型材料是模型试验的基础，是模型试验是否成功的关键。

目前，我国正在建设和即将兴建的水电工程地域中的地质构造复杂，影响整体稳定的不同类别的岩体性能差异较大，因此在地质力学模型试验研究过程中，需要制备出满足相似关系的模型材料来模拟不同性能的岩体。地质力学模型通常体型较大，需要用到大量的模型相似材料，其中用量最大的是各类岩体相似材料，根据不同的实验比尺和规模大小，所用到的岩体相似材料重量可达60~80吨左右，因此，各类岩体的相似材料费用在整个模型试验中占据了较大的比重。

申请号为ZL 201110225723.8的专利文件公开了一种用于模拟岩体的地质力学模型相似材料及其制备方法，其主要原材料成分分别为重晶石粉、抗磨液压油、半精炼石蜡、水泥和水，最终得到的水泥胶结岩体模型相似材料能够很好的用于地质力学模型试验中，但是由于在模型试验测试之后，由于缺少回收水泥胶结岩体模型相似材料的有效方法，因此导致大量模型材料当作废弃物处理，没有被再次循环利用，造成了大量的资源浪费，使得模型试验的成本非常高。但对于模型测试后，岩体相似材料的循环再利用方法的研究较少，仅有申请号为201611134760.7的专利进行了研究，该专利提出了一种松香胶结相似材料的回收再利用方法。

而对于水泥胶结岩体相似材料的回收再利用问题，尚无太多研究可言。

发明内容

为了解决水泥胶结岩体相似材料的回收再利用问题，本发明提供了一种水泥胶结岩体相似材料回收及再利用方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种水泥胶结岩体相似材料回收及再利用方法，包括以下步骤：

S1、在地质力学模型试验之后，将水泥胶结岩体相似材料拆除；

S2、对拆除得到的水泥胶结岩体相似材料进行粉碎，并得到粉碎料，粉碎料的粒径≤1mm；

S3、将粉碎料放入烘箱内烘干除水，之后取出冷却至室温，得到干燥粉碎料；

S4、将抗磨液压机油加入到干燥粉碎料中，并混合均匀；

S5、将水泥加入到步骤S4所得到的混合物中，并混合均匀；

S6、将水加入到步骤S5所得到的混合物中，并混合均匀，即得到能够再次使用的水泥胶结岩体相似材料。

作为优选，步骤S5所用的水泥为标号425、525或625的硅酸盐水泥。

作为优选，步骤S4所用到的抗磨液压机油质量占步骤S2所得到的粉碎料质量的3~8%，步骤S5所用到的水泥质量占步骤S2所得到的粉碎料质量的2~10%，步骤S6所用到水的质量占步骤S2所得到的粉碎料质量的2~5%。

作为优选，在使用步骤S6所得到的水泥胶结岩体相似材料时，先按容重和单块体积尺寸进行称重，然后放入模具中夯压成型，成型后即可作为地质力学模型试验的相似材料使用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1）该方法解决了水泥胶结岩体相似材料的回收再利用问题；2）能够实现地质模型试验中水泥胶结岩体相似材料的多次回收和循环利用；3）大大降低了地质力学模型试验的制作成本，减少了地质模型试验后的固体废弃物量，对环境进行了保护；4）该方法操作简单，成本较低，而且在实验室容易实施，无需购置其它设备，利用现有设备即可。

具体实施方式

下面对通过实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

本发明包括以下步骤：

S4、将抗磨液压机油加入到干燥粉碎料中，并混合均匀；

S5、将水泥加入到步骤S4所得到的混合物中，并混合均匀；

上述方法能够很好的对地质力学模型试验之后的水泥胶结岩体相似材料进行回收利用，其中所用到的抗磨液压机用于降低材料的抵抗变形能力，可通过调节抗磨液压机的加入量来调节材料变形模量，操作非常方便，使最终所得的水泥胶结岩体相似材料更容易满足模拟性能差异较大的不同岩体的需要。水泥胶结岩体相似材料的各类组成材料来源广泛，且无毒副作用，因而不会对人体造成伤害。

实施例2

相对于实施例1，步骤S5所用的水泥为标号425、525或625的硅酸盐水泥，这几种水泥能够满足再次回收制备的水泥胶结岩体相似材料的各成分粘接以及定型要求。

实施例3

相对于实施例1，步骤S4所用到的抗磨液压机油质量占步骤S2所得到的粉碎料质量的3~8%，步骤S5所用到的水泥质量占步骤S2所得到的粉碎料质量的2~10%，步骤S6所用到水的质量占步骤S2所得到的粉碎料质量的2~5%。岩体相似材料的测试指标主要为变形模量和抗压强度，而这两个测试指标则可通过改变质量配比进行调节，抗磨液压机油、水泥以及水的使用量可按照该范围提供，该质量范围由多次地质力学模型试验结果得到。

实施例4

相对于实施例1，在使用步骤S6所得到的水泥胶结岩体相似材料时，先按容重和单块体积尺寸进行称重，然后放入模具中夯压成型，成型后即可作为地质力学模型试验的相似材料使用，以确保水泥胶结岩体相似材料符合地质力学模型试验要求，能够较好的再次被利用。

实施例5

相对于实施例3，步骤S4所用到的抗磨液压机油质量占步骤S2所得到的粉碎料质量的5%，步骤S5所用到的水泥质量占步骤S2所得到的粉碎料质量的6%，步骤S6所用到水的质量占步骤S2所得到的粉碎料质量的4%。岩体相似材料的测试指标主要为变形模量和抗压强度，而这两个测试指标则可通过改变质量配比进行调节，抗磨液压机油、水泥以及水的使用量可按照该范围提供，在上述配比下，得到的成果最优。

按照上述实施方式，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种水泥胶结岩体相似材料回收及再利用方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：

S4、将抗磨液压机油加入到干燥粉碎料中，并混合均匀；

S5、在步骤S4所得到的混合物中加入水泥，并混合均匀；

S6、在步骤S5所得到的混合物中加水，并混合均匀，得到能够再次使用的水泥胶结岩体相似材料。

2.根据权利要求1所述水泥胶结岩体相似材料回收及再利用方法，其特征是，步骤S5所用的水泥为标号425、525或625的硅酸盐水泥。

3.根据权利要求1所述水泥胶结岩体相似材料回收及再利用方法，其特征是，步骤S4所用到的抗磨液压机油质量占步骤S2所得到的粉碎料质量的3~8%，步骤S5所用到的水泥质量占步骤S2所得到的粉碎料质量的2~10%，步骤S6所用到水的质量占步骤S2所得到的粉碎料质量的2~5%。

4.根据权利要求1所述水泥胶结岩体相似材料回收及再利用方法，其特征是，在使用步骤S6所得到的水泥胶结岩体相似材料时，先按容重和单块体积尺寸进行称重，然后放入模具中夯压成型，成型后即可作为地质力学模型试验的相似材料使用。