岩石模型结构面表面孔隙填补材料及制作工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于岩体模型领域，尤其涉及一种岩石模型结构面表面孔隙填补材料及制作工艺。
【背景技术】
[0002]利用相似材料制作模型试样进行力学试验是工程研宄的重要手段，岩石结构面抗剪强度试验受原岩试样取样成本高、周期长，样本少，国内外不少学者都采用相似材料开展岩石结构面力学性质的研宄。而对于岩石结构面而言，影响岩石抗剪影响强度的主要因素有岩石的强度及结构面表面的起伏形态，活性粉末混凝土(主要由砂、水、水泥、硅粉、减水剂等组成)由于在破坏关系与岩石材料较为一致，而且能较好地模拟岩石结构面的起伏形态，因此在工程中较多采用活性粉末混凝土制作模型试件开展力学试验。但受模拟材料的影响，制作完成的模型试样表面存在较多的孔隙(直径约为1_2_)，且在制作过程中无法避免，影响岩石表面的起伏形态和粗糙度系数的测量精度。因此，如何找到一种材料，对试样的表面孔隙进行填补，使得与试样具有较好的融合，且不会破坏结构面原有的表面形态，是模型试样制作亟需解决的一个问题。
【发明内容】
[0003]为了克服已有岩石结构面模型试样表面存在较多孔隙、影响了岩石表面的起伏形态和粗糙度系数的测量精度等方面的不足，本发明提供了一种有效对孔隙进行填补，材料融合性良好，有效保证岩石表面的起伏形态和粗糙度系数测量精度的岩石模型结构面表面孔隙填补材料及制作工艺。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]一种岩石模型结构面表面孔隙填补材料，所述填补材料由胶凝材料和水组成，胶凝材料与水的重量百分比为:胶凝材料:60 — 70% ;水:30 — 40% ;所述胶凝材料由水泥和硅粉两种原料搅拌均匀制成，所述水泥和硅粉的颗粒细度均小于44 μ m，两种原料的重量百分比为:水泥:80 - 100% ;硅粉:0 - 20%。
[0006]一种岩石模型结构面表面孔隙填补材料的制作工艺，所述制作工艺包括以下步骤:
[0007](I)利用筛网，分别对水泥和硅粉进行过筛，使得所述水泥和硅粉的颗粒细度均小于 44 μ m ;
[0008](2)然后将水泥和硅粉按重量百分比为:水泥:80 - 100%;硅粉:0 — 20%投入到混合处理器内混合搅拌均匀，所得的混合物即为填补材料中的胶凝材料；
[0009](3)把搅拌均匀的胶凝材料铺撒在结构面表面，通过表面孔隙填补方法，与孔隙中保留的水分完全混合，即形成结构面孔隙的填补材料，胶凝材料与水的重量百分比为:胶凝材料:60 - 70% ;水:30 — 40%。
[0010]本发明的有益效果主要表现在:(I)采用与模型结构面相似材料相近的胶凝材料进行填缝，能够与孔隙很好的融合，胶凝材料硬化后，胶凝材料强度与模型结构面强度相近。(2)小于44ym的胶凝材料，具有较大的活性，可以很好的融入孔隙中，补孔过程中，不会破坏以及改变原岩结构面的表面形态。(3)填缝的过程中，胶凝材料遇水凝结后并没有完全硬化，但已达到了一定的强度，使得在完成填缝后，对表面清理时，孔隙内的粘结剂留存在内，不会被清理出来。(4)胶凝材料可以根据模型结构面相似材料的需要进行相应的调整。(5)成本低、周期短、制作效果良好，具有较好的应用前景。
【具体实施方式】
[0011]下面对本发明作进一步描述。
[0012]实施例1
[0013]一种岩石模型结构面表面孔隙填补材料，所述填补材料由胶凝材料和水组成，胶凝材料与水的重量百分比为:胶凝材料:70%;水:30%;所述胶凝材料由水泥和硅粉两种原料搅拌均匀制成，所述水泥和硅粉的颗粒细度均小于44 μπι，两种原料的重量百分比为:水泥:80% ;硅粉:20%ο
[0014]岩石模型结构面表面孔隙填补材料的原材料采用的是52.5R普通硅酸盐水泥和920U微硅粉。
[0015]本实施例的模型结构面原材料包括砂、水泥、水、硅粉和减水剂，原料组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% ;减水剂:0.5 — 2%。
[0016]实施例2
[0017]本实施例中，胶凝材料与水的重量百分比为:胶凝材料:65% ;水:35% ;所述胶凝材料中的水泥和硅粉的重量百分比为:水泥:90% ;硅粉:10%。
[0018]本实施例的其他方案与实施例1相同。
[0019]实施例3
[0020]本实施例中，胶凝材料与水的重量百分比为:胶凝材料:60% ;水:40% ;所述胶凝材料中的水泥和硅粉的重量百分比为:水泥:100% ;硅粉:0%。
[0021]本实施例的其他方案与实施例1相同。
[0022]实施例4
[0023]一种岩石模型结构面表面孔隙填补材料的制作工艺，所述制作工艺包括以下步骤:
[0024](I)利用325目(44 μπι)筛网，分别对水泥和硅粉进行过筛，小于该筛网的水泥和硅粉具有较大的活性，且能够较好的融入孔隙中。
[0025](2)然后将水泥和硅粉按重量百分比为:水泥:80% ;娃粉:20%投入到混合处理器内混合搅拌均匀，所得的混合物即为填补材料中的胶凝材料。
[0026](3)把搅拌均匀的胶凝材料铺撒在结构面表面，通过表面孔隙填补方法，与孔隙中保留的水分完全混合，即形成结构面孔隙的填补材料；胶凝材料与水的重量百分比为:胶凝材料;水:30%。
[0027]实施例5
[0028]本实施例中，胶凝材料与水的重量百分比为:胶凝材料:65% ;水:35% ;所述胶凝材料中的水泥和硅粉的重量百分比为:水泥:90% ;硅粉:10%。
[0029]本实施例的其他方案与实施例4相同。
[0030]实施例6
[0031]本实施例中，胶凝材料与水的重量百分比为:胶凝材料:60% ;水:40% ;所述胶凝材料中的水泥和硅粉的重量百分比为:水泥:100% ;硅粉:0%。
[0032]本实施例的其他方案与实施例4相同。
【主权项】
1.一种岩石模型结构面表面孔隙填补材料，其特征在于:所述填补材料由胶凝材料和水组成，胶凝材料与水的重量百分比为:胶凝材料:60 - 70% ;水:30 - 40% ;所述胶凝材料由水泥和硅粉两种原料搅拌均匀制成，所述水泥和硅粉的颗粒细度均小于44 μ m，两种原料的重量百分比为:水泥:80 - 100% ;硅粉:0 - 20%。
2.一种如权利要求1所述的岩石模型结构面表面孔隙填补材料的制作工艺，其特征在于:所述制作工艺包括以下步骤: (1)利用筛网，分别对水泥和硅粉进行过筛，使得所述水泥和硅粉的颗粒细度均小于.44 μ m ； (2)然后将水泥和硅粉按重量百分比为:水泥:80- 100%;硅粉:0 - 20%投入到混合处理器内混合搅拌均匀，所得的混合物即为填补材料中的胶凝材料； (3)把搅拌均匀的胶凝材料铺撒在结构面表面，通过表面孔隙填补方法，与孔隙中保留的水分完全混合，即形成结构面孔隙的填补材料，胶凝材料与水的重量百分比为:胶凝材料:60 - 70% ;水:30 - 40%。
【专利摘要】一种岩石模型结构面表面孔隙填补材料，所述填补材料由胶凝材料和水组成，胶凝材料与水的重量百分比为：胶凝材料：60－70％；水：30－40％；所述胶凝材料由水泥和硅粉两种原料搅拌均匀制成，所述水泥和硅粉的颗粒细度均小于44μm，两种原料的重量百分比为：水泥：80－100％；硅粉：0－20％。以及一种岩石模型结构面表面孔隙填补材料的制作工艺。本发明提供了一种有效对孔隙进行填补，试样融合性良好，有效保证岩石表面的起伏形态和粗糙度系数的测量精度的岩石模型结构面表面孔隙填补材料及制作工艺。
【IPC分类】G01N1-28, C04B28-00, C04B41-50
【公开号】CN104788052
【申请号】CN201510121136
【发明人】杜时贵, 黄曼, 罗战友, 雍睿, 胡云进, 钟振, 何智海
【申请人】绍兴文理学院
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月19日