(10)--3.4影响相似材料的因素.pptVIP

1影响相似材料的因素一、水灰比二、辅助胶结物三、湿度四、掺加剂对石膏、水泥凝固时间的影响五、砂胶比对材料强度的影响六、含水率对材料稳定性的影响七、容重以石膏为例：影响石膏力学性质的主要因素

2（1）水灰比影响相似材料的因素相似材料由于水灰比的不同，使混合后材料可能出现稀的、正常的和干散的三种状态。稀的混合材料造型浇铸可自然流动成层；正常的混合料易均匀摊平与压实；干散的混合料造型时也易于搅拌和摊平，由于水量不足，故不易胶结成型。

3影响相似材料的因素一般情况下，随着石膏含量的增加，特别是石膏占主要成分时，水灰比应适当减少，表3-12可供参考。（1）水灰比

4（2）辅助胶结物影响相似材料的因素石膏胶结材料中加入各种适量辅助胶结物，可以改变相似材料的某些性质：①当以水泥为辅助胶结物时，可将相似材料的强度提高到4MPa，将拉压比降低到1/8。②以石灰为辅助胶结物时，可将相似材料的强度降低到6×104Pa，将拉压比降低到1/12。

5影响相似材料的因素③以碳酸钙为辅助胶结物时，可将相似材料的抗压强度降低到1×105Pa，将拉压比降低到1/7。④以铁砂等为辅助胶结物时，如不捣固成型，可使容重提高到0.020～0.022N/cm3，如捣固成型，可使容重提高到0.0240N/cm3。⑤以炉渣粉等轻质材料为辅助胶结物时，可使胶结材料的容重降低到0.012N/cm3。（2）辅助胶结物

6（3）湿度影响相似材料的因素强度随湿度的增加而减小，但当湿度大于某一值时，强度趋于稳定。湿度的大小对石膏胶结材料的影响较为显著，如：在水膏比为1不变的条件下，当石膏湿度由80％降低到2％时，试件强度可以从50％提高到95％（假设石膏为干料时的强度为100％）。

7（3）湿度影响相似材料的因素为此，为保证实验时模型内维持均匀的湿度，可在拆模后将模型用乙烯基树脂与环氧树脂等不渗透涂料保护起来，防止水分的蒸发和强度的变化。

8（4）掺加剂对石膏、水泥凝固时间的影响影响相似材料的因素在浇铸相似模型时，必须在胶结材料初凝以前成型。成型后，应迅速脱模，终凝时间不能太长。一般情况下，根据成型要求，较佳的初凝时间为15～20min，终凝时间为20～30min。为达到这一目的，需要在胶结材料中加入适量的其他掺加剂，使材料加速或延缓凝固，前者为速凝剂，后者为缓凝剂。

9（4）掺加剂对石膏、水泥凝固时间的影响影响相似材料的因素当石膏与水泥混合使用时，如石膏含量超过11％时，凝固时间完全取决于石膏，因而初凝较快，为此，必须加缓凝剂使初凝时间控制在20min左右，经过实验认为使用硼砂作缓凝剂时，浓度应控制在0.8％～1.0％(硼砂用量占用水量的百分比浓度)之间，使用动物胶时，最佳的百分比浓度为2％。

10（4）掺加剂对石膏、水泥凝固时间的影响影响相似材料的因素使用水泥为主要胶结材料时，为了使相似模型尽快凝固成型，应加入适量的速凝剂，其用量以水泥量的2.5％～3.0％为宜。当使用碳酸钠为速凝剂时，水中的碳酸钠浓度以12％～20％为宜。

11（5）砂胶比对材料强度的影响影响相似材料的因素在胶结物比相同的条件下，材料的抗压强度、抗拉强度及弹性模量随砂胶比的增加而降低，因此，在进行模拟实验时，可用调节砂胶比的办法来调整相似材料的强度，以便达到与原型相似，如图3-2所示。

12（5）砂胶比对材料强度的影响影响相似材料的因素在砂胶比和石灰、高岭土比一定时，石膏含量增加，能提高材料强度，降低拉压比。在砂胶比一定时，高岭土含量增加，材料强度降低，由此可见，改变砂胶比可以调节材料的强度，如图3-3所示。

13（6）含水率对材料稳定性的影响影响相似材料的因素在温度和湿度不变时，相似材料性质的稳定性取决于配料中粘结材料的种类。如果粘结材料的硬化是化学反应的结果，那么，经过一定时间间隔后，材料的性质就趋于稳定。

14（6）含水率对材料稳定性的影响影响相似材料的因素材料性质达到稳定的时间还取决于掺入的挥发物质（如水、有机溶剂）。随着干燥时间增长，含水率降低，材料强度增大，当含水率降低到一定程度时，强度值将变化平缓，最后趋于稳定。因此，在制作模型时，控制材料含水率，即可使其力学性质稳定，以提高实验结果的可靠性。

15（7）容重影响相似材料的因素相似材料的密实程度对其强度影响较大，对某一种既定材料，加大容重就要较大的成型压力，这有时很难做到，而容重太小，则易造成材料不均，性能不稳定。

16影响相似材料的因素地质构造如断层、破碎带、节理、裂隙、层