王勇等：低温对某铜矿膏体充填早期强度影响及工程建议 927· 规律 12 2结果与分析 拟合公式：=1.4413x 10 复相关系数：R=0.9372 4 不同影响因素条件的膏体试块3、7和28d的强 △7d单轴杭压强度 度测试如图2所示.由于实验采用的材料配比不 口28d单轴抗压强度 -7强度拟合曲线 同，因此，图2中每个龄期音体的强度变化幅度较 4 ~28d强度拟合曲线 大.3d强度从0.14至3.65MPa,7d强度由0.16 拟合公式：y=2.4008x 复相关系数：-0.8414 MPa至5.57MPa不等，28d强度由0.49MPa至 2 3 4 7.34MPa不等. 3d强度MPa 30 图3膏体7d和3d强度，28d和3d强度关系 4 A△ 25A Fig.3 Paste strength relationship between 7 d and 3 d,28 d and 3 d 20 养护时间： 表2不同膏体料温度和养护时间情况下的水化反应度 回 15 o3d ▣7d Table 2 Hydration degree of paste at various temperatures and curing 装 A28d ages mTmm中力中 膏体料温度/ 不同养护时间水化反应度 8c0080e0000o 3d 7d 28d 01 234 5 6 单轴抗压强度MPa 2 0.33377 0.48131 0.68631 图2不同配比膏体试样在3、7和28d单轴抗压强度 20 0.54184 0.66474 0.81041 Fig.2 Uniaxial compressive strength of various paste specimens with 表3不同温度和养护龄期膏体料水化反应度比值 different ratios at curing age of 3,7 and 28d Table 3 Ratio of hydration degree at various temperatures and curing 根据图2中强度测试结果，分别对7d与3d强 ages 度、28d与3d强度关系进行回归分析，结果如图3. a7(2℃)/ 28(2)/a1(20t)/28(20℃)/28(20)/a(2℃，/ 由该图可以看出，尽管实验数据较多，但是7d强 3(2℃) 3(2℃) a3(20℃) 3(20℃)a3(2℃) 43(20℃) 度、28d强度与3d强度之间关联性较强，7d强度是 1.442 2.056 1.227 1.496 2.428 1.267 3d强度的1.44倍，28d强度是3d强度的2.4倍. 根据图3回归结果可知，伽师铜矿膏体7d与3 国外研究表明，某一养护时间水化反应度与最终水 d强度之比为1.44，与温度为2℃时水化反应度比 化反应度的比值等于该养护时间强度与最终膏体强 值相吻合，而28d与3d强度比值则与28d20℃与3 度比值，如下式， d2℃时水化反应度比值基本一致，如式(3)和式 UCS, ,=UCS6nal (1) (4).这说明，伽师铜矿膏体在7d时的强度演化遵 循2℃时水化反应度进程.而到28d时，其水化反 根据式(1)，可以得到两个不同养护时间水化 应度进程与20℃时基本一致.这主要是由于膏体 反应度的比值等于其强度之比，如下式， 温度较低，初期(7d)反应速率较慢：而当在养护箱 UCS a,-UCS (2) 中放置一段时间之后，膏体温度逐渐升高，与养护箱 温度达到平衡，因此，28d时水化反应度演化进程与 式中：a,a和a,代表当养护时间为t,t1和t2时的 20℃情况一致. 胶结剂的水化反应度：UCS,、UCS,和UCS,代表相应 UCS, 养护天数t、t,和t,膏体单轴抗压强度(UCS);UCSm =1.44≈2=1.4 UCS, (3) 032℃) 代表膏体终期强度. 根据文献中水化反应度计算方法以及文献推荐 UCS=2.40=0-2.43 (4) UCS3 3(2℃) 参数[3-14]，计算得到2℃和20℃时、不同养护时间 水化反应度如表2.根据表2，计算不同温度下7d、 3 工程建议 28d水化反应度与3d时的比值，结果如表3，其中 上述研究表明，低温对伽师铜矿膏体早期强度 a2℃，代表膏体在2℃环境养护7d时的水化反应 (7d)发展不利，需要对伽师铜矿冬季膏体料温度进 度，其他式子意义类似 行调控.每种集料对于膏体温度的贡献取决于其温王 勇等: 低温对某铜矿膏体充填早期强度影响及工程建议 规律. 2 结果与分析 不同影响因素条件的膏体试块3、7 和28 d 的强 度测试如图 2 所示. 由于实验采用的材料配比不 同,因此,图 2 中每个龄期膏体的强度变化幅度较 大. 3 d 强度从 0郾 14 至 3郾 65 MPa,7 d 强度由 0郾 16 MPa 至 5郾 57 MPa 不等,28 d 强度由 0郾 49 MPa 至 7郾 34 MPa 不等. 图 2 不同配比膏体试样在 3、7 和 28 d 单轴抗压强度 Fig. 2 Uniaxial compressive strength of various paste specimens with different ratios at curing age of 3, 7 and 28 d 根据图 2 中强度测试结果,分别对 7 d 与 3 d 强 度、28 d 与 3 d 强度关系进行回归分析,结果如图 3. 由该图可以看出,尽管实验数据较多,但是 7 d 强 度、28 d 强度与 3 d 强度之间关联性较强,7 d 强度是 3 d 强度的 1郾 44 倍,28 d 强度是 3 d 强度的 2郾 4 倍. 国外研究表明,某一养护时间水化反应度与最终水 化反应度的比值等于该养护时间强度与最终膏体强 度比值,如下式[12] , 琢t = UCSt UCSfinal (1) 根据式(1),可以得到两个不同养护时间水化 反应度的比值等于其强度之比,如下式, 琢t1 琢t2 = UCSt1 UCSt2 (2) 式中:琢t,琢t1和 琢t2代表当养护时间为 t,t 1 和 t 2 时的 胶结剂的水化反应度;UCSt、UCSt1和UCSt2代表相应 养护天数 t、t 1和 t 2膏体单轴抗压强度(UCS);UCSfinal 代表膏体终期强度. 根据文献中水化反应度计算方法以及文献推荐 参数[13鄄鄄14] ,计算得到 2 益 和 20 益 时、不同养护时间 水化反应度如表 2. 根据表 2,计算不同温度下 7 d、 28 d 水化反应度与 3 d 时的比值,结果如表 3,其中 琢7(2 益 )代表膏体在 2 益 环境养护 7 d 时的水化反应 度,其他式子意义类似. 图 3 膏体 7 d 和 3 d 强度、28 d 和 3 d 强度关系 Fig. 3 Paste strength relationship between 7 d and 3 d, 28 d and 3 d 表 2 不同膏体料温度和养护时间情况下的水化反应度 Table 2 Hydration degree of paste at various temperatures and curing ages 膏体料温度/ 益 不同养护时间水化反应度 3 d 7 d 28 d 2 0郾 33377 0郾 48131 0郾 68631 20 0郾 54184 0郾 66474 0郾 81041 表 3 不同温度和养护龄期膏体料水化反应度比值 Table 3 Ratio of hydration degree at various temperatures and curing ages 琢7(2 益 ) / 琢3(2 益 ) 琢28(2 益 ) / 琢3(2 益 ) 琢7(20 益 ) / 琢3(20 益 ) 琢28(20 益 ) / 琢3(20 益 ) 琢28(20 益 ) / 琢3(2 益 ) 琢28(2 益 ) / 琢3(20 益 ) 1郾 442 2郾 056 1郾 227 1郾 496 2郾 428 1郾 267 根据图 3 回归结果可知,伽师铜矿膏体 7 d 与 3 d 强度之比为 1郾 44,与温度为 2 益 时水化反应度比 值相吻合,而28 d 与3 d 强度比值则与28 d 20 益与3 d 2 益时水化反应度比值基本一致,如式(3) 和式 (4). 这说明,伽师铜矿膏体在 7 d 时的强度演化遵 循 2 益 时水化反应度进程. 而到 28 d 时,其水化反 应度进程与 20 益 时基本一致. 这主要是由于膏体 温度较低,初期(7 d)反应速率较慢;而当在养护箱 中放置一段时间之后,膏体温度逐渐升高,与养护箱 温度达到平衡,因此,28 d 时水化反应度演化进程与 20 益情况一致. UCS7 UCS3 = 1郾 44抑 琢7(2 益 ) 琢3(2 益 ) = 1郾 44 (3) UCS28 UCS3 = 2郾 40抑 琢28(20 益 ) 琢3(2 益 ) = 2郾 43 (4) 3 工程建议 上述研究表明,低温对伽师铜矿膏体早期强度 (7 d)发展不利,需要对伽师铜矿冬季膏体料温度进 行调控. 每种集料对于膏体温度的贡献取决于其温 ·927·