本发明专利技术公开了一种基于机制砂配制可控低强度材料的配合比调配方法，其以水固比、灰水比、细料含量作为配合比的基本参数，同时以流动性和28d无侧限抗压强度作为控制指标，通过机制砂来调配细料含量，再结合流动性经验计算模型与强度经验计算模型来确定水固比与灰水比的取值范围。本发明专利技术提供的技术方案可以确定CLSM各原材料的具体用量，降低砂石材料的总使用量，节约资源。节约资源。节约资源。
【技术实现步骤摘要】
一种基于机制砂配制可控低强度材料的配合比调配方法
[0001]本专利技术涉及土工试验领域，具体涉及可控低强度材料的配合比确定方案。
技术介绍
[0002]在区域狭窄、施工空间受限的回填工程(例如管沟回填、三背回填等)中，使用开挖土回填方式会导致局部回填不密实；与此同时，随着地下工程规模增加，大量废弃土难以处置、消纳。在此背景下，利用工程废弃土作为原材料，辅之以机制砂制备一种具有自流平、低强度特性的道路回填材料—可控低强度材料(CLSM)，可以实现回填工程需求的同时，将废弃土回收利用，降低工程造价，保护自然环境。由于CLSM自密实、自流平特性能的材料特性，CLSM尤其适用于各种异形断面回填工程，如：工程沿线多山地丘陵地貌，桥涵数量多条件下，部分回填段的压路机碾压范围有限，压实质量控制难度较大，后期车辆荷载作用下容易发生路面沉降、跳车等病害，危害车辆运行安全。而采用CLSM进行回填施工，CLSM能在回填过程中充分填实每一个角落及空洞，且无需振动夯实，可以有效保障台背附近回填材料的密实度。因此卓越的流动性是CLSM的标志性特点，也是CLSM显著区别于其他材料的关键。
[0003]在工程应用中进行CLSM的配合比设计时，往往需调整材料水固比和掺砂量控制其流动性，以实现CLSM对目标区域的良好填充，同时避免对相邻结构物产生的流体压力影响相邻结构物的稳定性。
[0004]但是现有方案给出的CLSM配合比精度不高，无法准确地确定工程应用中CLSM各原材料的具体用量，实际应用时造成建筑资源的浪费。
专利技术内容
[0005]技术名称解释：
[0006]水固比是拌合物中水与固体材料质量比，其中固体材料包括砂土集料、水泥、粉煤灰等；
[0007]灰水比是拌合物中水泥与水质量比。
[0008]针对现有方案中确定的CLSM配合比所存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于机制砂配制可控低强度材料的配合比调配方法，该方法能够在保证CLSM控制指标的基础上给出满足工程需求的CLSM配合比和推荐配合比，能够准确地确定工程应用中CLSM各原材料的具体用量，降低砂石材料的总使用量，节约建筑资源。
[0009]为了达到上述目的，本专利技术提供的基于机制砂配制可控低强度材料的配合比调配方法，以水固比、灰水比、细料含量作为配合比的基本参数，同时以流动性和28d无侧限抗压强度作为控制指标，通过机制砂来调配细料含量，再结合流动性经验计算模型与强度经验计算模型来确定水固比与灰水比的取值范围。
[0010]在本专利技术的一些实施方式中，所述配合比调配方法包括：
[0011](1)确定流动性与28d无侧限抗压强度的指标值；
[0012](2)测定CLSM使用土体的细料含量；
[0013](3)根据确定的细料含量，利用流动性经验计算模型与强度经验计算模型来计算确定水固比与灰水比取值范围；
[0014](4)基于确定的细料含量以及步骤(3)计算确定的水固比与灰水比取值范围确定初始配合比来配制成试件，并针对配制的试件进行验证实验确定其流动性与28d无侧限抗压强度是否满足步骤(1)中确定的指标值；若不满足指标需求，则在现有细料含量的基础上加入机制砂，改变其细料含量后，重复步骤(3)与步骤(4)，直至验证实验结果满足所有指标需求；
[0015](5)根据步骤(4)中满足所有指标需求的试件所对应的细料含量、水固比取值范围、灰水比取值范围来确定灰水比、水固比以及细料含量；
[0016](6)根据步骤(5)确定的灰水比、水固比以及细料含量，利用材料用量计算模型来计算砂质量、水泥质量以及水质量，确定配合比。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤(1)中确定的流动性(F)指标值为20
‑
30cm，28d无侧限抗压强度(q)指标值为0.35
‑
8.4MPa。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤(2)中对CLSM使用的土体进行开挖取土，依次完成烘干、破碎、过筛、测量处理工序后，再测定其细料含量(f)。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，所述流动性经验计算模型基于如下公式来构建：
[0020][0021]式中：y—CLSM坍落扩展值(cm)；
[0022]a—和水固比有关的拟合系数；
[0023]W/S—水固比；
[0024]b—和细料含量有关的拟合系数；
[0025]f—细粒料含量；
[0026]c—拟合参数。
[0027]在本专利技术的一些实施方式中，所述强度经验计算模型基于如下公式来构建：
[0028][0029]式中：q
o
—拟合参数；
[0030]C/W—灰水比；
[0031]m—与灰水比有关的参数；
[0032]f—细料含量；
[0033]n—与细料含量有关的参数。
[0034]在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤(4)中加入机制砂时，投料顺序为先加土、机制砂、粉煤灰和水泥，干拌后加入水。
[0035]在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤(4)验证试件是否满足离析、干缩、凝结时间的性能要求。
[0036]在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤(5)中以添加的机制砂集料最小值来计算确定细料含量(f)，灰水比(C/W)由步骤(4)中确定的灰水比取值范围的中间值确定，水固比(W/S)由步骤(4)中确定的水固比取值范围的中间值确定。
[0037]在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤(6)中的材料用量计算模型基于如下公式来构建：
[0038][0039]本专利技术提供基于机制砂配制可控低强度材料的配合比调配方法，创新的以水固比(W/S)、灰水比(C/W)、细料含量(f)作为构建相应配合比的基本参数(自变量)，同时构建相应的流动性经验计算模型与强度经验计算模型，再以流动性(F)和28d无侧限抗压强度(q)作为调配的控制指标(因变量)，在保证CLSM控制指标的基础上给出满足工程需求的CLSM配合比范围和推荐配合比，能够准确地确定工程应用中CLSM各原材料的具体用量，降低砂石材料的总使用量，节约建筑资源。
[0040]本专利技术提供基于机制砂配制可控低强度材料的配合比调配方法，设计科学合理，具有较高的可实施性。
附图说明
[0041]以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本专利技术。
[0042]图1为本专利技术实例中提供的基于机制砂配制可控低强度材料的配合比调配的流程示意图。
具体实施方式
[0043]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。
[0044]由于选用颗粒圆润、表面光滑的河砂相较于棱角尖锐、针片状含量较高的机制砂对CLSM的流动性影响更加显著，相比较使用其它砂类材料，CLSM材料性能的指标响应对机制砂掺入后引起的细料含量(f)更加灵敏；同时细料含量(f)会同时影响CLSM的水固及掺砂量，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于机制砂配制可控低强度材料的配合比调配方法，其特征在于，以水固比、灰水比、细料含量作为配合比的基本参数，同时以流动性和28d无侧限抗压强度作为控制指标，通过机制砂来调配细料含量，再结合流动性经验计算模型与强度经验计算模型来确定水固比与灰水比的取值范围。2.根据权利要求1所述的基于机制砂配制可控低强度材料的配合比调配方法，其特征在于，所述配合比调配方法包括：(1)确定流动性与28d无侧限抗压强度的指标值；(2)测定CLSM使用土体的细料含量；(3)根据确定的细料含量，利用流动性经验计算模型与强度经验计算模型来计算确定水固比与灰水比取值范围；(4)基于确定的细料含量以及步骤(3)计算确定的水固比与灰水比取值范围确定初始配合比来配制成试件，并针对配制的试件进行验证实验确定其流动性与28d无侧限抗压强度是否满足步骤(1)中确定的指标值；若不满足指标需求，则在现有细料含量的基础上加入机制砂，改变其细料含量后，重复步骤(3)与步骤(4)，直至验证实验结果满足所有指标需求；(5)根据步骤(4)中满足所有指标需求的试件所对应的细料含量、水固比取值范围、灰水比取值范围来确定灰水比、水固比以及细料含量；(6)根据步骤(5)确定的灰水比、水固比以及细料含量，利用材料用量计算模型来计算砂质量、水泥质量以及水质量，确定配合比。3.根据权利要求2所述的基于机制砂配制可控低强度材料的配合比调配方法，其特征在于，所述步骤(1)中确定的流动性(F)指标值为20
‑
30cm，28d无侧限抗压强度(q)指标值为0.35
‑
8.4MPa。4.根据权利要求2所述的基于机制砂配制可控低...
【专利技术属性】
技术研发人员：韦福禄，周述美，马明磊，孙旻，陶泽峰，
申请(专利权)人：中国建筑第八工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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