用于批量获取原状土样的砂浆材料及取样施工方法与流程

1.本发明涉及一种砂浆材料，尤其是涉及一种用于批量获取原状土样的砂浆材料，属于土木工程学科土体物理性能试验研究技术领域。本发明还涉及一种采用所述砂浆材料进行批量取样的施工方法。


背景技术：

2.土工试验是查明土层物理力学特性的直接有效手段，为工程项目和土体的合理利用与工程处理提供重要的设计和计算参数。土样的采取与试样的制备是土工室内试验的首部工作，也是土工室内试验的首要工作。试样是土工试验的核心，土样是试样制取的原体。土样和试样的代表性是保证土工试验具有真正价值的关键。土工试验中所用的土样区分为原状土样和扰动土样。制取原状土样要求保持土体的天然结构、天然含水率和天然密度，是制样的难点、痛点和关键点。
3.粘性土层的原状样可以采用薄壁取土器制取，有较为成熟的方法。而卵石层、砾石层和砂层等无黏性土，由于颗粒间缺乏黏性，含水率过高或者过低均容易散落，失去结构性。国外一般采用冻结法、化学灌浆法、钢板桩法等方法钻取水下原状样，但是这些方法往往耗资巨大，不易实施。总的来说，尚没有一种经济可行，易于操作的无粘性土体原状样制取方法。
4.工民建中对于速凝砂浆一般采用水化速度较快的硫铝酸盐水泥或双快水泥，或者采用碳酸锂等速凝外加剂对普通硅酸盐水泥凝结时间进行调整，对于本快速取样的方法，要求原材料易于获取且廉价，随着锂电池行业发展，速凝剂的价格也一路飞涨，成本急剧增加；普通硫铝酸盐水泥凝结时间依然较慢，影响工效，双快水泥价格较高，且供应厂家有限，难以快速廉价的获取。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是：提供一种取材方便，成本相对较低的用于批量获取原状土样的砂浆材料。本发明还提供一种采用所述砂浆材料进行批量取样的施工方法。
6.为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于批量获取原状土样的砂浆材料，所述的砂浆材料为至少包含下述重量份组分的流态混合砂浆料，
7.所述的重量份组分包括30-50份的水泥、0-20份的矿物掺合料、50-70份的细集料、0.1-0.5份的减水剂，0-2份的疏水材料，0-0.2份的抗分散剂以及15-30份的水。
8.进一步的是，所述的水泥为强度等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥的混合物，其中普通硅酸盐水泥的质量比为90％-50％。
9.上述方案的优选方式是，所述的矿物掺合料为石粉或粉煤灰一类的活性、惰性掺合料。
10.进一步的是，所述细集料为人工砂和天然砂中的一种或两种的组合。
11.上述方案的优选方式是，所述的减水剂为聚羧酸类高效减水剂。
12.进一步的是，所述的疏水材料为丙烯酸乳液、可再分散乳胶粉、有机硅和偶联剂中的一种或多种的组合。
13.上述方案的优选方式是，所述的抗分散剂为聚丙烯酰胺或聚丙酸酸钠。
14.一种采用所述砂浆材料进行批量取样的施工方法，所述的施工方法先按上述的重量份组分称取相应重量的原料，并在无水状态下干拌混合均匀，然后再加入相应数量的水充分混合形成液态的砂浆材料，接着将所述的砂浆材料浇筑到需要获取土样刻出的沟槽中待自流平并凝固至规定硬度，最后连同砂浆凝固体将土样取出即可。
15.进一步的是，在进行批量原状土样获取浇筑砂浆材料前，先在刻出的各条沟槽中分别至少支撑一块模板，然后再进行浇筑，并在取样前拆除模板以获取各块各自独立的原状土样。
16.本发明的有益效果是：本技术通过提供一种30-50份的水泥、0-20份的矿物掺合料、50-70份的细集料、0.1-0.5份的减水剂，0-2份的疏水材料，0-0.2份的抗分散剂以及15-30份的水的流态混合砂浆构成本技术的砂浆材料，并在批量获取原状土样时，先按上述的重量份组分称取相应重量的原料，并在无水状态下干拌混合均匀，然后再加入相应数量的水充分混合形成液态的砂浆材料，接着将所述的砂浆材料浇筑到需要获取土样刻出的沟槽中待自流平并凝固至规定硬度，最后连同砂浆凝固体将土样取出完成批量获取原状土样的工作。这样，由于本技术的砂浆材料采用的均是现有的常规水泥，然后再参入解决降低发热量问题的矿物掺合料、解决流动性问题的细集料和减水剂、避免干扰原状土样水含量的疏水材料以及避免砂浆扩散影响影响土样组成的抗分散剂，然后进行干混，接着湿混，最后浇筑、取样完成批量获得原状土样的取样工作，从而不仅使本技术砂浆材料取材方便，而且成本相对较低，施工也十分简单、方便，尤其是对于原状土样这种无后期理化性能要求的砂浆材料，更能达到取材方便，取材成本相对较低，施工也十分简单、方便的目的。
具体实施方式
17.为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供的一种取材方便，成本相对较低的用于批量获取原状土样的砂浆材料，以及一种采用所述砂浆材料进行批量取样的施工方法。所述的砂浆材料为至少包含下述重量份组分的流态混合砂浆料，
18.所述的重量份组分包括30-50份的水泥、0-20份的矿物掺合料、50-70份的细集料、0.1-0.5份的减水剂，0-2份的疏水材料，0-0.2份的抗分散剂以及15-30份的水。所述的施工方法先按上述的重量份组分称取相应重量的原料，并在无水状态下干拌混合均匀，然后再加入相应数量的水充分混合形成液态的砂浆材料，接着将所述的砂浆材料浇筑到需要获取土样刻出的沟槽中待自流平并凝固至规定硬度，最后连同砂浆凝固体将土样取出即可。本技术通过提供一种30-50份的水泥、0-20份的矿物掺合料、50-70份的细集料、0.1-0.5份的减水剂，0-2份的疏水材料，0-0.2份的抗分散剂以及15-30份的水的流态混合砂浆构成本技术的砂浆材料，并在批量获取原状土样时，先按上述的重量份组分称取相应重量的原料，并在无水状态下干拌混合均匀，然后再加入相应数量的水充分混合形成液态的砂浆材料，接着将所述的砂浆材料浇筑到需要获取土样刻出的沟槽中待自流平并凝固至规定硬度，最后连同砂浆凝固体将土样取出完成批量获取原状土样的工作。这样，由于本技术的砂浆材料采用的均是现有的常规水泥，然后再参入解决降低发热量问题的矿物掺合料、解决流动性
问题的细集料和减水剂、避免干扰原状土样水含量的疏水材料以及避免砂浆扩散影响影响土样组成的抗分散剂，然后进行干混，接着湿混，最后浇筑、取样完成批量获得原状土样的取样工作，从而不仅使本技术砂浆材料取材方便，而且成本相对较低，施工也十分简单、方便，尤其是对于原状土样这种无后期理化性能要求的砂浆材料，更能达到取材方便，取材成本相对较低，施工也十分简单、方便的目的。
19.上述实施方式中，为了提高本技术所述砂浆材料在解决相应问题上的能力，本技术所述的矿物掺合料为石粉或粉煤灰一类的活性、惰性掺合料。所述细集料为人工砂和天然砂中的一种或两种的组合。所述的减水剂为聚羧酸类高效减水剂。所述的疏水材料为丙烯酸乳液、可再分散乳胶粉、有机硅和偶联剂中的一种或多种的组合。所述的抗分散剂为聚丙烯酰胺或聚丙酸酸钠。同时，为了解决本技术砂浆材料的凝结时间问题，本技术所述的水泥为强度等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥的混合物，其中普通硅酸盐水泥的质量比为90％-50％。
20.相应的，为了对成批量获得的各个原状土样进行独立检测或试样，在进行批量原状土样获取浇筑砂浆材料前，先在刻出的各条沟槽中分别至少支撑一块模板，然后再进行浇筑，并在取样前拆除模板以获取各块各自独立的原状土样。
21.综上所述，采用本技术提供技术方案还具有以下优点，
22.1、通过建筑砂浆框格的方式，可以同时批量的获取原状土样；
23.2、根据气温高低不同，可以微调水泥组成，从而控制凝结时间，提高取样效率；
24.3、不采用专门的促凝材料，降低成本；
25.4、自流平，试验过程中不需振捣，避免对土体结构的扰动；
26.5、凝固后表面疏水，避免砂浆固结体和土样之间过多的水分交换；
27.6、高度自聚，可以适用于有水情况。
28.实施例一
29.材料组成：普通硅酸盐水泥：45份，硫铝酸盐水泥5份；细集料50份；减水剂0.3份，水15份。使用方法：将水泥、细集料、减水剂混合均匀后，加入定量的水充分搅拌均匀，浇筑进入获取图样刻出的沟槽中，待自流平即可。有益效果：见表1。
30.实施例二
31.材料组成：普通硅酸盐水泥：28份，硫铝酸盐水泥12份；掺和料10份；细集料50份；减水剂0.5份，水20份。使用方法：将水泥、细集料、减水剂混合均匀后，加入定量的水充分搅拌均匀，浇筑进入获取图样刻出的沟槽中，待自流平即可。有益效果：见表1。
32.实施例三
33.材料组成：普通硅酸盐水泥：15份，硫铝酸盐水泥15份；掺和料10份；细集料60份；减水剂0.10份，水15份。使用方法：将水泥、细集料、减水剂混合均匀后，加入定量的水充分搅拌均匀，浇筑进入获取图样刻出的沟槽中，待自流平即可。有益效果：见表1。
34.实施例四
35.材料组成：普通硅酸盐水泥：40份，硫铝酸盐水泥10份；细集料50份；减水剂0.10份，水30份，防水材料1份。使用方法：将水泥、细集料、减水剂混合均匀后，加入定量的水充分搅拌均匀，浇筑进入获取图样刻出的沟槽中，待自流平即可。有益效果：见表1。
36.实施例五
37.材料组成：普通硅酸盐水泥：24份，硫铝酸盐水泥6份；细集料70份；减水剂0.10份，水20份。使用方法：将水泥、细集料、减水剂混合均匀后，加入定量的水充分搅拌均匀，浇筑进入获取图样刻出的沟槽中，待自流平即可。有益效果：见表1。
38.表1各实施例有益效果
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