TGRM 087-2023 膠結(jié)充填體室內(nèi)制備與力學(xué)性能測(cè)試技術(shù)規(guī)范

ICS73.020CCSD15GRMT/GRM087—2023膠結(jié)充填體室內(nèi)制備與力學(xué)性能測(cè)試技術(shù)規(guī)范Standardforcementedtailingsbackfilllaboratorypreparationandmechanicalpropertiestesting2023-12-29發(fā)布 2024-01-01實(shí)施中關(guān)村綠色礦山產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟??發(fā)布T/GRM087T/GRM087—2023目 次前言 II范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語(yǔ)和定義 1室內(nèi)制備 2試件養(yǎng)護(hù) 3單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn) 3直剪剪切強(qiáng)度試驗(yàn) 4劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn) 4三軸壓縮強(qiáng)度試驗(yàn) 5I前 言本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由中關(guān)村綠色礦山產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟提出并歸口。（北京II膠結(jié)充填體室內(nèi)制備與力學(xué)性能測(cè)試技術(shù)規(guī)范范圍本文件適用于金屬、非金屬礦山細(xì)顆粒含量較高的全尾砂膠結(jié)充填體室內(nèi)制備與力學(xué)性能測(cè)試。規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB/T39988全尾砂膏體制備與堆存技術(shù)規(guī)范GB/T50081混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T50123土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T51450金屬非金屬礦山充填工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JG/T237混凝土試模術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。礦山充填 minebackfill采用砂、石以及其他物料，對(duì)地下采礦形成的空區(qū)回填的作業(yè)過(guò)程。全尾砂 totaltailings金屬、非金屬礦山礦石選別后排出的未經(jīng)分選的全粒級(jí)尾砂。膠凝材料 cementitiousmaterial在物理、化學(xué)作用下，從漿體變成堅(jiān)固的石狀體，并膠結(jié)其他物料，制成有一定機(jī)械強(qiáng)度復(fù)合固體的物質(zhì)。充填料漿 backfillslurry全尾砂、膠凝材料、水以及外加劑（依需要添加）充分拌合后的固液混合物。膠結(jié)充填體 cementedtailingsbackfill以全尾砂為主要材料，根據(jù)設(shè)計(jì)需要添加膠凝材料和外加劑等材料，與水充分拌合，固化后具有強(qiáng)度的工程材料。單軸抗壓強(qiáng)度 uniaxialcompressivestrength試件在單向受壓至破壞時(shí)，單位面積上承受的壓力。劈裂抗拉強(qiáng)度 splittingtensilestrength圓柱體試件上下表面中間承受均布?jí)毫ε哑茐臅r(shí)，壓力作用的豎向平面內(nèi)產(chǎn)生近似均布的拉應(yīng)力。1直剪剪切強(qiáng)度 directshearstrength在固定垂直載荷作用下，試件受水平載荷破壞時(shí)承受的剪應(yīng)力。三軸壓縮強(qiáng)度 triaxialcompressionstrength試件在三向受壓縮狀態(tài)下抵抗的最大軸向應(yīng)力。內(nèi)摩擦角 frictionangle試件破壞極限平衡時(shí)剪切面上的正應(yīng)力和內(nèi)摩擦力形成的合力與該正應(yīng)力形成的夾角。黏聚力 cohesion同種物質(zhì)內(nèi)部相鄰各部分之間的相互吸引力。室內(nèi)制備膠結(jié)充填體制備主要材料可包括全尾砂、膠凝材料、水及外加劑。全尾砂宜為礦山采選后的產(chǎn)物，膠凝材料宜使用水泥等具有膠結(jié)性能的物料，水可選用蒸餾水，也可根據(jù)試驗(yàn)要求，選用自來(lái)水。制作流程30%～70%，用電動(dòng)攪拌機(jī)攪拌均勻，時(shí)間不應(yīng)少于5min，待拌合料漿無(wú)明顯固液分離現(xiàn)象方可停止攪拌。JG/T237表1 試模技術(shù)要求項(xiàng)目技術(shù)要求試模內(nèi)表面和上口面粗糙度Ra不應(yīng)大于3.2μm內(nèi)部尺寸誤差不應(yīng)大于公稱尺寸的0.2%，且不應(yīng)大于1mm。夾角90°±0.2°平面度不應(yīng)大于0.03mm縫隙不應(yīng)大于0.1mm耐用性在正常使用情況下，試模應(yīng)至少正常使用50次或當(dāng)使用少于50次時(shí)，使用期應(yīng)至少為6個(gè)月模具內(nèi)部宜均勻涂抹一薄層礦物油。充填料漿攪拌均勻后應(yīng)沿內(nèi)壁緩慢倒入模具內(nèi)，應(yīng)去除料漿內(nèi)部氣泡，可用振動(dòng)臺(tái)振實(shí)、人工插搗或插入式振搗等方法。膠結(jié)充填體室內(nèi)制備工藝流程宜按圖1實(shí)施。2圖1 膠結(jié)充填體室內(nèi)制備工藝流程圖試件養(yǎng)護(hù)制備環(huán)境20℃±5養(yǎng)護(hù)設(shè)備養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)應(yīng)具備溫度和濕度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)箱內(nèi)環(huán)境變化。養(yǎng)護(hù)箱上下層板應(yīng)采用多孔剛性硬質(zhì)材料。養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)溫度應(yīng)為20℃±2℃，相對(duì)濕度應(yīng)為95%±5%。養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)各區(qū)域溫度濕度宜一致，差值不應(yīng)超過(guò)恒定溫度濕度的0.5%。養(yǎng)護(hù)技術(shù)試件拆模后應(yīng)對(duì)試件編號(hào)，試件表面應(yīng)有明顯和持久的標(biāo)記，且不應(yīng)破壞試件。試件表面不應(yīng)有直徑或深度超過(guò)1mm的孔洞，否則應(yīng)按廢件處理。試件應(yīng)放在養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)的架子上，彼此間隔距離不應(yīng)少于20mm。從攪拌加水開(kāi)始計(jì)時(shí)，測(cè)試試件的養(yǎng)護(hù)齡期可設(shè)置為3d、7d、28d，也可根據(jù)設(shè)計(jì)齡期或需要確定。對(duì)于超細(xì)全尾砂膠結(jié)充填體，宜測(cè)試56d及以上齡期強(qiáng)度。單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)試件尺寸與數(shù)量試件應(yīng)為70.7mm×70.7mm×70.7mm2.0～2.5，直徑可取39.1mm或50mm。每組測(cè)試試件應(yīng)至少為3個(gè)。壓力設(shè)備剛性壓力板應(yīng)光滑平整，定期更換。試件破壞載荷宜為量程的20%～80%。示值相對(duì)誤差應(yīng)為±1%。加載方式應(yīng)采用應(yīng)變控制。加載速率不宜大于0.6mm/min。試驗(yàn)步驟試件到達(dá)養(yǎng)護(hù)齡期后，應(yīng)從養(yǎng)護(hù)箱中取出及時(shí)試驗(yàn)，應(yīng)將試件表面擦拭干凈，測(cè)量尺寸，對(duì)外觀檢查。3試驗(yàn)前，應(yīng)將試驗(yàn)機(jī)上下承壓板面擦拭干凈。試件應(yīng)置于上下承壓板之間，試件軸心應(yīng)與承壓板中心對(duì)準(zhǔn)，在兩者間均勻涂抹耦合劑。啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，試件表面與上下承壓板應(yīng)均勻接觸。加載時(shí)應(yīng)按本文件6.2.5的規(guī)定，持續(xù)加載直至試件破壞，應(yīng)記錄破壞載荷。單軸抗壓強(qiáng)度試件單軸抗壓強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：σ=Fc S (1)式中：??為單軸抗壓強(qiáng)度，kPa；F為軸向壓力，kN；S為試件橫截面積，m2。試件強(qiáng)度值應(yīng)取3個(gè)試件測(cè)量值的算數(shù)平均值，應(yīng)精確到10kPa。當(dāng)3個(gè)測(cè)量值中的最大值或最小值中有一個(gè)與中間值的差值超過(guò)中間值的15當(dāng)最大值和最小值與中間值的差值均超過(guò)中間值的15%時(shí)，該組試件的試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)無(wú)效。直剪剪切強(qiáng)度試驗(yàn)試件尺寸與數(shù)量7.1.1 試件應(yīng)為70.7×70.7×70.7mm的立方體。7.1.2 每組測(cè)試試件應(yīng)至少設(shè)置4種不同垂直壓力進(jìn)行剪切試驗(yàn)，根據(jù)試件的強(qiáng)度施加各級(jí)垂直壓力，垂直壓力的各級(jí)差值應(yīng)相等，也可取垂直壓力梯度為100kPa、200kPa、300kPa、400kPa。壓力設(shè)備試件破壞載荷宜為水平載荷量程的20%～80%。位移示值相對(duì)誤差應(yīng)為±0.2%，壓力示值相對(duì)誤差應(yīng)為±1%。加載方式應(yīng)采用應(yīng)變控制。水平加載速率宜為0.8mm/min～1.2mm/min。試驗(yàn)步驟試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)取出剪切容器的加壓蓋，將上下盒對(duì)準(zhǔn)，插入固定銷(xiāo)。養(yǎng)護(hù)好的試件應(yīng)放入剪切盒，并在上方依次放好加壓蓋、鋼珠和加力框架。垂直載荷應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)7.1.2的規(guī)定施加。拔出固定銷(xiāo)，按本標(biāo)準(zhǔn)7.2.4規(guī)定的加載速率剪切，試件宜在3min～5min內(nèi)剪損。盒。直剪剪切強(qiáng)度試件直剪剪切強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：

τ=TA (1)式中：τ為直剪剪切強(qiáng)度，kPa；T為水平載荷，kN；A為試件的初始面積，m2。劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)試件尺寸與數(shù)量試件可采用圓柱體，高度與直徑之比應(yīng)為2.0～2.5，直徑可取39.1mm或50mm。每組測(cè)試試件應(yīng)至少為3個(gè)。4壓力設(shè)備壓力設(shè)備應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)6.2的規(guī)定。試驗(yàn)步驟試件到達(dá)養(yǎng)護(hù)齡期后，應(yīng)采用游標(biāo)卡尺測(cè)量試件高度和直徑，并記錄測(cè)量結(jié)果。加載時(shí)應(yīng)按本文件8.2.5的規(guī)定，持續(xù)加載直至試件破壞，同時(shí)記錄破壞載荷。劈裂抗拉強(qiáng)度膠結(jié)充填體上下表面中間承受均布?jí)毫ε哑茐臅r(shí)，試件劈裂抗拉強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：σT=

2FπDH (1)式中：σT為劈裂抗拉強(qiáng)度，kPa；F為軸向載荷，kN；D、H分別為圓柱體試件的直徑和高度，m。三軸壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)試件尺寸與數(shù)量試件可采用圓柱體，高度與直徑之比應(yīng)為2.0～2.5，直徑可取39.1mm或50mm。每組測(cè)試試件應(yīng)至少設(shè)置4種周?chē)鷫毫?，周?chē)鷫毫筛鶕?jù)工程的實(shí)際受力情況確定，也可取周?chē)鷫毫μ荻葹?00kPa、200kPa、300kPa、400kPa。壓力設(shè)備試件破壞載荷宜為軸向載荷的20%～80%。位移示值相對(duì)誤差應(yīng)為±0.2%，壓力示值相對(duì)誤差應(yīng)為±1%。加載方式應(yīng)采用應(yīng)變控制。加載速率不宜大于0.6mm/min。試驗(yàn)步驟試件到達(dá)養(yǎng)護(hù)齡期后，應(yīng)采用游標(biāo)卡尺測(cè)量試件高度和直徑，并記錄測(cè)量結(jié)果。壓力室罩安裝時(shí)應(yīng)先將活塞提升，安裝后，應(yīng)將活塞對(duì)準(zhǔn)試件帽中心，并均勻旋緊螺絲。周?chē)鷫毫κ┘訒r(shí)，應(yīng)打開(kāi)周?chē)鷫毫﹂y，按本文件9.1.2的規(guī)定執(zhí)行。施加載荷應(yīng)按本文件9.2.43%～5%的軸向應(yīng)變。軸向載荷無(wú)明顯降低時(shí)，應(yīng)繼續(xù)加載至軸向應(yīng)變的10%～15%。三軸壓縮強(qiáng)度試件三軸壓縮強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：σ-σ=F1 3 A (1)式中：(σ