巖石模型結構面表面孔隙填補材料及制作工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于巖體模型領域，尤其涉及一種巖石模型結構面表面孔隙填補材料及制作工藝。
【背景技術】
[0002]利用相似材料制作模型試樣進行力學試驗是工程研宄的重要手段，巖石結構面抗剪強度試驗受原巖試樣取樣成本高、周期長，樣本少，國內外不少學者都采用相似材料開展巖石結構面力學性質的研宄。而對于巖石結構面而言，影響巖石抗剪影響強度的主要因素有巖石的強度及結構面表面的起伏形態，活性粉末混凝土(主要由砂、水、水泥、硅粉、減水劑等組成)由于在破壞關系與巖石材料較為一致，而且能較好地模擬巖石結構面的起伏形態，因此在工程中較多采用活性粉末混凝土制作模型試件開展力學試驗。但受模擬材料的影響，制作完成的模型試樣表面存在較多的孔隙(直徑約為1_2_)，且在制作過程中無法避免，影響巖石表面的起伏形態和粗糙度系數的測量精度。因此，如何找到一種材料，對試樣的表面孔隙進行填補，使得與試樣具有較好的融合，且不會破壞結構面原有的表面形態，是模型試樣制作亟需解決的一個問題。
【發明內容】
[0003]為了克服已有巖石結構面模型試樣表面存在較多孔隙、影響了巖石表面的起伏形態和粗糙度系數的測量精度等方面的不足，本發明提供了一種有效對孔隙進行填補，材料融合性良好，有效保證巖石表面的起伏形態和粗糙度系數測量精度的巖石模型結構面表面孔隙填補材料及制作工藝。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0005]一種巖石模型結構面表面孔隙填補材料，所述填補材料由膠凝材料和水組成，膠凝材料與水的重量百分比為:膠凝材料:60 — 70% ;水:30 — 40% ;所述膠凝材料由水泥和硅粉兩種原料攪拌均勻制成，所述水泥和硅粉的顆粒細度均小于44 μ m，兩種原料的重量百分比為:水泥:80 - 100% ;硅粉:0 - 20%。
[0006]一種巖石模型結構面表面孔隙填補材料的制作工藝，所述制作工藝包括以下步驟:
[0007](I)利用篩網，分別對水泥和硅粉進行過篩，使得所述水泥和硅粉的顆粒細度均小于 44 μ m ;
[0008](2)然后將水泥和硅粉按重量百分比為:水泥:80 - 100%;硅粉:0 — 20%投入到混合處理器內混合攪拌均勻，所得的混合物即為填補材料中的膠凝材料；
[0009](3)把攪拌均勻的膠凝材料鋪撒在結構面表面，通過表面孔隙填補方法，與孔隙中保留的水分完全混合，即形成結構面孔隙的填補材料，膠凝材料與水的重量百分比為:膠凝材料:60 - 70% ;水:30 — 40%。
[0010]本發明的有益效果主要表現在:(I)采用與模型結構面相似材料相近的膠凝材料進行填縫，能夠與孔隙很好的融合，膠凝材料硬化后，膠凝材料強度與模型結構面強度相近。(2)小于44ym的膠凝材料，具有較大的活性，可以很好的融入孔隙中，補孔過程中，不會破壞以及改變原巖結構面的表面形態。(3)填縫的過程中，膠凝材料遇水凝結后并沒有完全硬化，但已達到了一定的強度，使得在完成填縫后，對表面清理時，孔隙內的粘結劑留存在內，不會被清理出來。(4)膠凝材料可以根據模型結構面相似材料的需要進行相應的調整。(5)成本低、周期短、制作效果良好，具有較好的應用前景。
【具體實施方式】
[0011]下面對本發明作進一步描述。
[0012]實施例1
[0013]一種巖石模型結構面表面孔隙填補材料，所述填補材料由膠凝材料和水組成，膠凝材料與水的重量百分比為:膠凝材料:70%;水:30%;所述膠凝材料由水泥和硅粉兩種原料攪拌均勻制成，所述水泥和硅粉的顆粒細度均小于44 μπι，兩種原料的重量百分比為:水泥:80% ;硅粉:20%ο
[0014]巖石模型結構面表面孔隙填補材料的原材料采用的是52.5R普通硅酸鹽水泥和920U微硅粉。
[0015]本實施例的模型結構面原材料包括砂、水泥、水、硅粉和減水劑，原料組分按照重量百分比控制如下:砂:40 — 68% ;水:8 — 20% ;水泥:20 — 45% ;娃粉:2 — 10% ;減水劑:0.5 — 2%。
[0016]實施例2
[0017]本實施例中，膠凝材料與水的重量百分比為:膠凝材料:65% ;水:35% ;所述膠凝材料中的水泥和硅粉的重量百分比為:水泥:90% ;硅粉:10%。
[0018]本實施例的其他方案與實施例1相同。
[0019]實施例3
[0020]本實施例中，膠凝材料與水的重量百分比為:膠凝材料:60% ;水:40% ;所述膠凝材料中的水泥和硅粉的重量百分比為:水泥:100% ;硅粉:0%。
[0021]本實施例的其他方案與實施例1相同。
[0022]實施例4
[0023]一種巖石模型結構面表面孔隙填補材料的制作工藝，所述制作工藝包括以下步驟:
[0024](I)利用325目(44 μπι)篩網，分別對水泥和硅粉進行過篩，小于該篩網的水泥和硅粉具有較大的活性，且能夠較好的融入孔隙中。
[0025](2)然后將水泥和硅粉按重量百分比為:水泥:80% ;娃粉:20%投入到混合處理器內混合攪拌均勻，所得的混合物即為填補材料中的膠凝材料。
[0026](3)把攪拌均勻的膠凝材料鋪撒在結構面表面，通過表面孔隙填補方法，與孔隙中保留的水分完全混合，即形成結構面孔隙的填補材料；膠凝材料與水的重量百分比為:膠凝材料;水:30%。
[0027]實施例5
[0028]本實施例中，膠凝材料與水的重量百分比為:膠凝材料:65% ;水:35% ;所述膠凝材料中的水泥和硅粉的重量百分比為:水泥:90% ;硅粉:10%。
[0029]本實施例的其他方案與實施例4相同。
[0030]實施例6
[0031]本實施例中，膠凝材料與水的重量百分比為:膠凝材料:60% ;水:40% ;所述膠凝材料中的水泥和硅粉的重量百分比為:水泥:100% ;硅粉:0%。
[0032]本實施例的其他方案與實施例4相同。
【主權項】
1.一種巖石模型結構面表面孔隙填補材料，其特征在于:所述填補材料由膠凝材料和水組成，膠凝材料與水的重量百分比為:膠凝材料:60 - 70% ;水:30 - 40% ;所述膠凝材料由水泥和硅粉兩種原料攪拌均勻制成，所述水泥和硅粉的顆粒細度均小于44 μ m，兩種原料的重量百分比為:水泥:80 - 100% ;硅粉:0 - 20%。
2.一種如權利要求1所述的巖石模型結構面表面孔隙填補材料的制作工藝，其特征在于:所述制作工藝包括以下步驟: (1)利用篩網，分別對水泥和硅粉進行過篩，使得所述水泥和硅粉的顆粒細度均小于.44 μ m ； (2)然后將水泥和硅粉按重量百分比為:水泥:80- 100%;硅粉:0 - 20%投入到混合處理器內混合攪拌均勻，所得的混合物即為填補材料中的膠凝材料； (3)把攪拌均勻的膠凝材料鋪撒在結構面表面，通過表面孔隙填補方法，與孔隙中保留的水分完全混合，即形成結構面孔隙的填補材料，膠凝材料與水的重量百分比為:膠凝材料:60 - 70% ;水:30 - 40%。
【專利摘要】一種巖石模型結構面表面孔隙填補材料，所述填補材料由膠凝材料和水組成，膠凝材料與水的重量百分比為：膠凝材料：60－70％；水：30－40％；所述膠凝材料由水泥和硅粉兩種原料攪拌均勻制成，所述水泥和硅粉的顆粒細度均小于44μm，兩種原料的重量百分比為：水泥：80－100％；硅粉：0－20％。以及一種巖石模型結構面表面孔隙填補材料的制作工藝。本發明提供了一種有效對孔隙進行填補，試樣融合性良好，有效保證巖石表面的起伏形態和粗糙度系數的測量精度的巖石模型結構面表面孔隙填補材料及制作工藝。
【IPC分類】G01N1-28, C04B28-00, C04B41-50
【公開號】CN104788052
【申請號】CN201510121136
【發明人】杜時貴, 黃曼, 羅戰友, 雍睿, 胡云進, 鐘振, 何智海
【申請人】紹興文理學院
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月19日