礦用高水速凝材料結石體材料強度的快速測定方法

湯征等

【摘 要】材料強度的快速測定方法是指采用簡單便攜儀器，在工程現(xiàn)場測定材料使用時的強度，此方法可以避免取樣、制樣、測試等實驗室測試的復雜環(huán)節(jié)，有助于在工程現(xiàn)場得以推廣應用。高水材料強度的快速測定方法正是滿足于工程現(xiàn)場強度的快速測定，使得強度參數(shù)測定變得快捷、簡單、方便，因而對該方法的研究十分有必要。

【關鍵詞】高水速凝材料；結石體；材料強度；測定方法；快速測定；簡便快捷

【Abstract】With respect to the serious environment problems of coal mining， a new concept of green mining is proposed. The goal is to maximize the economic and social benefits. The technical framework of green mining includes water-preservation in mining areas， coal mining to retard surface subsidence， simultaneous extraction of coal and coal-bed methane， reduction of rock waste， underground coal gasification， and others. The natural climate in Northwest in China is very odious， and its geological condition is very complex. The precipitation is less and concentrated. Drought and water logging in the area are very usual to see， and the eco-system is very weak. Water resources in the area are limited. The eco-environment problems such as desertification， loss of soil， mud-rock flow， earth slide， land degeneration and decrease of cultivation area are quite common in the area. In the meantime disorder exploitation of coal mine in the area has made the geological environment and ecology system more fragile. Based on analyzing the problems in detail， his paper puts forward green mining in the areas.

【Key words】High water rapid hardening materials；Calculus； strength of materials；Determination method；Rapid determination；Simple and quick

0 引言

高水速凝材料作為新材料的典型代表，對其本身特性的研究具有很強的理論意義，既能形成高水材料基本性能的理論結構，又能促進新工藝、新技術的發(fā)展。由于高水材料主要應用于礦山工程的充填支護，并在水利、建筑、石油等工程領域有廣泛的應用前景，研究其強度特征具有很豐富的工程應用價值，更有利于實現(xiàn)高水材料的進一步推廣應用。

研究高水材料強度在工程現(xiàn)場的快速測定方法，針對某一配合比的樣品，在不同齡期下快速測定強度參數(shù)，并對測定結果分析處理，擬合出一條函數(shù)關系曲線，以達到推廣應用的價值。

1 試驗方法和設備

高水速凝材料的快速測定方法是采用貫入法檢測強度值。貫入法檢測是根據(jù)測釘貫入材料的深度和材料抗壓強度間的相關關系，采用壓縮工作彈簧加荷，把一測釘貫入結石體中，由測釘?shù)呢炄肷疃韧ㄟ^測強曲線來換算材料抗壓強度的一種新型現(xiàn)場檢測方法。貫入法檢測強度因其操作簡答，檢測結果準確，實驗費用低廉等優(yōu)點而廣受好評。

由于目前的貫入法測試強度主要在砂漿強度檢測技術領域，并且所采用的測強曲線也只適合于砂漿，針對高水速凝材料的測試與測強曲線還沒有編制出來，因此，本次實驗主要是通過測量貫入深度值和前述的抗壓強度值對比分析，擬合出適合高水速凝材料的測強曲線，并將該曲線推廣實用。

試驗中主用采用貫入式材料強度檢測儀測試貫入深度，貫入儀主機平面結構圖如圖1所示。

它是采用杠桿式加力方法，具有重量輕，操作簡單，檢測精度高等特點，既減輕了檢測人員的勞動強度，又提高了檢測效率，是回彈法、原位推出法等方法的替代產(chǎn)品，其產(chǎn)品性能達到了國際領先水平。

該檢測儀的組成部件主要包括貫入儀主機、貫入深度測量尺、特制測釘、測釘量規(guī)、測釘座螺母旋緊扳手、吹風器、砂輪片等。其中貫入儀主機是儀器的主體部分，它采用機械加里貫入方式，依靠特種裝置的彈簧提供檢測所需的能量，由于彈簧的每次壓縮量相同，因而每次施放的能量相當，這樣就保證了實驗的準確性和可靠性。貫入深度測量尺主要是用來測量貫入儀測試所產(chǎn)生的測孔深度，并以此測量值作為貫入深度值，與強度值對照。特制測定是用來貫入材料并產(chǎn)生測孔的主要部件。

貫入式材料強度檢測儀的主要技術參數(shù)包括：貫入儀貫入力800±8N，工作沖程20±0.1mm，數(shù)字測量尺量程40±0.01mm，測釘長度40mm，測定直徑3.5mm，量規(guī)槽39.5mm。

2 試驗過程

測試過程中，首先用砂輪片將試件表面打磨平整，（下轉第44頁）（上接第57頁）然后將測釘插入貫入桿中的孔中，測定尖端向外，再用加力器給貫入儀加上力，此時就可以進行檢測了。檢測時，用手托住貫入儀，然后用測定對準試件打磨的表面，扣動扳機，貫入儀自由釋放能量，這樣就完成了一次檢測，移開貫入儀，用吹風器吹干凈測孔，最后用深度測量尺測量測孔的深度，讀出測量深度值。

試驗中采用水灰比為5：1的試樣，根據(jù)測量的深度值，以及前面測試的相應試件的強度值，將測量深度值與強度值想對比并搭配，根據(jù)測量的深度和強度不同，擬合出條深度—強度曲線。每一組試件應測量10個深度值，并取其平均值作為最終深度值。

試驗中主要取不同齡期的試件，以使強度值有區(qū)別。試驗過程中，應注意測點的均勻布置，同時，考慮到試驗試件的數(shù)量有限，可以在取樣后剩下的原樣上進行測試。貫入深度平均值計算公式如下：

4 結束語

通過試驗可以看出，由于該儀器是針對砂漿強度測試，而砂漿強度比試驗中所配高水速凝材料強度大很多，在測試過程中，彈簧加力太大，測釘打入深度超過了測量尺量程，所以無法獲得測量深度值，因而無法擬合高水速凝材料的測強曲線。但根據(jù)此次試驗經(jīng)驗，可以建議減小測量儀器中的加力彈簧，或者配出強度更高的高水速凝材料。

【參考文獻】

[1]天津市路達建筑儀器有限公司[J].建設監(jiān)理，2009（07）.

[2]天津市陸華科技公司簡介[J].汽車運用，1995（03）.

[3]韓廣武.杠桿加力式硬化砂漿強度貫入檢測儀[P].中國專利：CN2444232，2001-08-22.

[4]李勁松.一體化貫入式砂漿強度檢測儀[P].中國專利：CN2457591，2001-10-31.

[責任編輯：薛俊歌]

【摘 要】材料強度的快速測定方法是指采用簡單便攜儀器，在工程現(xiàn)場測定材料使用時的強度，此方法可以避免取樣、制樣、測試等實驗室測試的復雜環(huán)節(jié)，有助于在工程現(xiàn)場得以推廣應用。高水材料強度的快速測定方法正是滿足于工程現(xiàn)場強度的快速測定，使得強度參數(shù)測定變得快捷、簡單、方便，因而對該方法的研究十分有必要。

【關鍵詞】高水速凝材料；結石體；材料強度；測定方法；快速測定；簡便快捷

【Abstract】With respect to the serious environment problems of coal mining， a new concept of green mining is proposed. The goal is to maximize the economic and social benefits. The technical framework of green mining includes water-preservation in mining areas， coal mining to retard surface subsidence， simultaneous extraction of coal and coal-bed methane， reduction of rock waste， underground coal gasification， and others. The natural climate in Northwest in China is very odious， and its geological condition is very complex. The precipitation is less and concentrated. Drought and water logging in the area are very usual to see， and the eco-system is very weak. Water resources in the area are limited. The eco-environment problems such as desertification， loss of soil， mud-rock flow， earth slide， land degeneration and decrease of cultivation area are quite common in the area. In the meantime disorder exploitation of coal mine in the area has made the geological environment and ecology system more fragile. Based on analyzing the problems in detail， his paper puts forward green mining in the areas.

【Key words】High water rapid hardening materials；Calculus； strength of materials；Determination method；Rapid determination；Simple and quick

0 引言

高水速凝材料作為新材料的典型代表，對其本身特性的研究具有很強的理論意義，既能形成高水材料基本性能的理論結構，又能促進新工藝、新技術的發(fā)展。由于高水材料主要應用于礦山工程的充填支護，并在水利、建筑、石油等工程領域有廣泛的應用前景，研究其強度特征具有很豐富的工程應用價值，更有利于實現(xiàn)高水材料的進一步推廣應用。

研究高水材料強度在工程現(xiàn)場的快速測定方法，針對某一配合比的樣品，在不同齡期下快速測定強度參數(shù)，并對測定結果分析處理，擬合出一條函數(shù)關系曲線，以達到推廣應用的價值。

1 試驗方法和設備

高水速凝材料的快速測定方法是采用貫入法檢測強度值。貫入法檢測是根據(jù)測釘貫入材料的深度和材料抗壓強度間的相關關系，采用壓縮工作彈簧加荷，把一測釘貫入結石體中，由測釘?shù)呢炄肷疃韧ㄟ^測強曲線來換算材料抗壓強度的一種新型現(xiàn)場檢測方法。貫入法檢測強度因其操作簡答，檢測結果準確，實驗費用低廉等優(yōu)點而廣受好評。

由于目前的貫入法測試強度主要在砂漿強度檢測技術領域，并且所采用的測強曲線也只適合于砂漿，針對高水速凝材料的測試與測強曲線還沒有編制出來，因此，本次實驗主要是通過測量貫入深度值和前述的抗壓強度值對比分析，擬合出適合高水速凝材料的測強曲線，并將該曲線推廣實用。

試驗中主用采用貫入式材料強度檢測儀測試貫入深度，貫入儀主機平面結構圖如圖1所示。

它是采用杠桿式加力方法，具有重量輕，操作簡單，檢測精度高等特點，既減輕了檢測人員的勞動強度，又提高了檢測效率，是回彈法、原位推出法等方法的替代產(chǎn)品，其產(chǎn)品性能達到了國際領先水平。

該檢測儀的組成部件主要包括貫入儀主機、貫入深度測量尺、特制測釘、測釘量規(guī)、測釘座螺母旋緊扳手、吹風器、砂輪片等。其中貫入儀主機是儀器的主體部分，它采用機械加里貫入方式，依靠特種裝置的彈簧提供檢測所需的能量，由于彈簧的每次壓縮量相同，因而每次施放的能量相當，這樣就保證了實驗的準確性和可靠性。貫入深度測量尺主要是用來測量貫入儀測試所產(chǎn)生的測孔深度，并以此測量值作為貫入深度值，與強度值對照。特制測定是用來貫入材料并產(chǎn)生測孔的主要部件。

貫入式材料強度檢測儀的主要技術參數(shù)包括：貫入儀貫入力800±8N，工作沖程20±0.1mm，數(shù)字測量尺量程40±0.01mm，測釘長度40mm，測定直徑3.5mm，量規(guī)槽39.5mm。

2 試驗過程

測試過程中，首先用砂輪片將試件表面打磨平整，（下轉第44頁）（上接第57頁）然后將測釘插入貫入桿中的孔中，測定尖端向外，再用加力器給貫入儀加上力，此時就可以進行檢測了。檢測時，用手托住貫入儀，然后用測定對準試件打磨的表面，扣動扳機，貫入儀自由釋放能量，這樣就完成了一次檢測，移開貫入儀，用吹風器吹干凈測孔，最后用深度測量尺測量測孔的深度，讀出測量深度值。

試驗中采用水灰比為5：1的試樣，根據(jù)測量的深度值，以及前面測試的相應試件的強度值，將測量深度值與強度值想對比并搭配，根據(jù)測量的深度和強度不同，擬合出條深度—強度曲線。每一組試件應測量10個深度值，并取其平均值作為最終深度值。

試驗中主要取不同齡期的試件，以使強度值有區(qū)別。試驗過程中，應注意測點的均勻布置，同時，考慮到試驗試件的數(shù)量有限，可以在取樣后剩下的原樣上進行測試。貫入深度平均值計算公式如下：

4 結束語

通過試驗可以看出，由于該儀器是針對砂漿強度測試，而砂漿強度比試驗中所配高水速凝材料強度大很多，在測試過程中，彈簧加力太大，測釘打入深度超過了測量尺量程，所以無法獲得測量深度值，因而無法擬合高水速凝材料的測強曲線。但根據(jù)此次試驗經(jīng)驗，可以建議減小測量儀器中的加力彈簧，或者配出強度更高的高水速凝材料。

【參考文獻】

[1]天津市路達建筑儀器有限公司[J].建設監(jiān)理，2009（07）.

[2]天津市陸華科技公司簡介[J].汽車運用，1995（03）.

[3]韓廣武.杠桿加力式硬化砂漿強度貫入檢測儀[P].中國專利：CN2444232，2001-08-22.

[4]李勁松.一體化貫入式砂漿強度檢測儀[P].中國專利：CN2457591，2001-10-31.

[責任編輯：薛俊歌]

【摘 要】材料強度的快速測定方法是指采用簡單便攜儀器，在工程現(xiàn)場測定材料使用時的強度，此方法可以避免取樣、制樣、測試等實驗室測試的復雜環(huán)節(jié)，有助于在工程現(xiàn)場得以推廣應用。高水材料強度的快速測定方法正是滿足于工程現(xiàn)場強度的快速測定，使得強度參數(shù)測定變得快捷、簡單、方便，因而對該方法的研究十分有必要。

【關鍵詞】高水速凝材料；結石體；材料強度；測定方法；快速測定；簡便快捷

【Abstract】With respect to the serious environment problems of coal mining， a new concept of green mining is proposed. The goal is to maximize the economic and social benefits. The technical framework of green mining includes water-preservation in mining areas， coal mining to retard surface subsidence， simultaneous extraction of coal and coal-bed methane， reduction of rock waste， underground coal gasification， and others. The natural climate in Northwest in China is very odious， and its geological condition is very complex. The precipitation is less and concentrated. Drought and water logging in the area are very usual to see， and the eco-system is very weak. Water resources in the area are limited. The eco-environment problems such as desertification， loss of soil， mud-rock flow， earth slide， land degeneration and decrease of cultivation area are quite common in the area. In the meantime disorder exploitation of coal mine in the area has made the geological environment and ecology system more fragile. Based on analyzing the problems in detail， his paper puts forward green mining in the areas.

【Key words】High water rapid hardening materials；Calculus； strength of materials；Determination method；Rapid determination；Simple and quick

0 引言

高水速凝材料作為新材料的典型代表，對其本身特性的研究具有很強的理論意義，既能形成高水材料基本性能的理論結構，又能促進新工藝、新技術的發(fā)展。由于高水材料主要應用于礦山工程的充填支護，并在水利、建筑、石油等工程領域有廣泛的應用前景，研究其強度特征具有很豐富的工程應用價值，更有利于實現(xiàn)高水材料的進一步推廣應用。

研究高水材料強度在工程現(xiàn)場的快速測定方法，針對某一配合比的樣品，在不同齡期下快速測定強度參數(shù)，并對測定結果分析處理，擬合出一條函數(shù)關系曲線，以達到推廣應用的價值。

1 試驗方法和設備

高水速凝材料的快速測定方法是采用貫入法檢測強度值。貫入法檢測是根據(jù)測釘貫入材料的深度和材料抗壓強度間的相關關系，采用壓縮工作彈簧加荷，把一測釘貫入結石體中，由測釘?shù)呢炄肷疃韧ㄟ^測強曲線來換算材料抗壓強度的一種新型現(xiàn)場檢測方法。貫入法檢測強度因其操作簡答，檢測結果準確，實驗費用低廉等優(yōu)點而廣受好評。

由于目前的貫入法測試強度主要在砂漿強度檢測技術領域，并且所采用的測強曲線也只適合于砂漿，針對高水速凝材料的測試與測強曲線還沒有編制出來，因此，本次實驗主要是通過測量貫入深度值和前述的抗壓強度值對比分析，擬合出適合高水速凝材料的測強曲線，并將該曲線推廣實用。

試驗中主用采用貫入式材料強度檢測儀測試貫入深度，貫入儀主機平面結構圖如圖1所示。

它是采用杠桿式加力方法，具有重量輕，操作簡單，檢測精度高等特點，既減輕了檢測人員的勞動強度，又提高了檢測效率，是回彈法、原位推出法等方法的替代產(chǎn)品，其產(chǎn)品性能達到了國際領先水平。

該檢測儀的組成部件主要包括貫入儀主機、貫入深度測量尺、特制測釘、測釘量規(guī)、測釘座螺母旋緊扳手、吹風器、砂輪片等。其中貫入儀主機是儀器的主體部分，它采用機械加里貫入方式，依靠特種裝置的彈簧提供檢測所需的能量，由于彈簧的每次壓縮量相同，因而每次施放的能量相當，這樣就保證了實驗的準確性和可靠性。貫入深度測量尺主要是用來測量貫入儀測試所產(chǎn)生的測孔深度，并以此測量值作為貫入深度值，與強度值對照。特制測定是用來貫入材料并產(chǎn)生測孔的主要部件。

貫入式材料強度檢測儀的主要技術參數(shù)包括：貫入儀貫入力800±8N，工作沖程20±0.1mm，數(shù)字測量尺量程40±0.01mm，測釘長度40mm，測定直徑3.5mm，量規(guī)槽39.5mm。

2 試驗過程

測試過程中，首先用砂輪片將試件表面打磨平整，（下轉第44頁）（上接第57頁）然后將測釘插入貫入桿中的孔中，測定尖端向外，再用加力器給貫入儀加上力，此時就可以進行檢測了。檢測時，用手托住貫入儀，然后用測定對準試件打磨的表面，扣動扳機，貫入儀自由釋放能量，這樣就完成了一次檢測，移開貫入儀，用吹風器吹干凈測孔，最后用深度測量尺測量測孔的深度，讀出測量深度值。

試驗中采用水灰比為5：1的試樣，根據(jù)測量的深度值，以及前面測試的相應試件的強度值，將測量深度值與強度值想對比并搭配，根據(jù)測量的深度和強度不同，擬合出條深度—強度曲線。每一組試件應測量10個深度值，并取其平均值作為最終深度值。

試驗中主要取不同齡期的試件，以使強度值有區(qū)別。試驗過程中，應注意測點的均勻布置，同時，考慮到試驗試件的數(shù)量有限，可以在取樣后剩下的原樣上進行測試。貫入深度平均值計算公式如下：

4 結束語

通過試驗可以看出，由于該儀器是針對砂漿強度測試，而砂漿強度比試驗中所配高水速凝材料強度大很多，在測試過程中，彈簧加力太大，測釘打入深度超過了測量尺量程，所以無法獲得測量深度值，因而無法擬合高水速凝材料的測強曲線。但根據(jù)此次試驗經(jīng)驗，可以建議減小測量儀器中的加力彈簧，或者配出強度更高的高水速凝材料。

【參考文獻】

[1]天津市路達建筑儀器有限公司[J].建設監(jiān)理，2009（07）.

[2]天津市陸華科技公司簡介[J].汽車運用，1995（03）.

[3]韓廣武.杠桿加力式硬化砂漿強度貫入檢測儀[P].中國專利：CN2444232，2001-08-22.

[4]李勁松.一體化貫入式砂漿強度檢測儀[P].中國專利：CN2457591，2001-10-31.

[責任編輯：薛俊歌]