大尺寸模具是绝对必需的，以适应水泥砂砾（CSG）混合料固有的异质性。由于CSG使用未经筛分的天然骨料，其粒径变化很大，因此小尺寸模具无法捕捉到具有代表性的材料样本。使用400 x 400毫米的圆柱形模具可确保实验室测试准确反映实际结构的物理性能和热行为。
CSG测试的可靠性取决于对材料不均匀性的管理。需要大尺寸模具来包含未经筛分的骨料的全部粒径范围，从而最大限度地减少“尺寸效应”误差，并确保实验室放热数据与大规模工程项目的实际情况相符。
材料异质性的挑战
处理未经筛分的骨料
与使用加工过的均匀成分的传统混凝土不同，CSG使用了大量的未经筛分的天然粗骨料。
这些材料以其原始状态使用，以降低成本和环境影响。因此，它们的物理成分具有相当大的随机性。
解决分布不均的问题
CSG中的骨料在粒径上存在显著差异，并且在混合料中分布不均。
标准的小尺寸模具不可避免地会排除最大的石块颗粒。这将产生一个与现场使用的材料根本不同的“筛分”样本。
实现实验室的准确性
最小化尺寸效应
为了获得有效的数据，测试试样必须足够大，以代表散装材料的级配。大尺寸模具可以容纳粗骨料，从而最大限度地减少由尺寸效应引起的误差。
如果模具相对于骨料尺寸过小，则关于强度和密度的所得数据将在统计上存在偏差且不可靠。
模拟真实世界的热力学
对于大坝等大规模工程项目，了解材料的热行为至关重要。
大尺寸试样使研究人员能够测量最能反映结构实际放热特性的温升曲线。小样本会过快地散热，无法模拟大型大坝的绝热条件。
实际考虑和权衡
操作复杂性
使用400 x 400毫米的模具会带来重大的后勤挑战。它们很重，难以操作，并且需要专门的高容量测试设备。
精确度的成本
虽然大尺寸测试会消耗更多的材料和时间，但这是必要的权衡。通过使用小尺寸模具来优先考虑便利性，将使数据在CSG大坝建设的特定背景下变得技术上无关紧要。
确保CSG项目的可靠性
为确保您的实验室结果能有效地转化为现场性能，您必须将您的测试设备与原材料的性质相匹配。
- 如果您的主要重点是材料代表性：使用大尺寸模具，以确保包含混合料中所有未经筛分的粗骨料。
- 如果您的主要重点是热安全：依靠大尺寸试样来生成准确预测散装混凝土结构内部热量积聚的温度曲线。
通过使您的测试设备的尺寸与骨料的粗糙度相匹配，您可以弥合实验室理论与工程现实之间的差距。
总结表：
| 因素 | 大尺寸模具（400x400毫米） | 小型标准模具 |
|---|---|---|
| 骨料包含 | 可容纳大型、未经筛分的粗骨料 | 限制粒径；需要筛分 |
| 材料代表性 | 高；反映实际现场成分 | 低；产生统计上偏差的数据 |
| 热模拟 | 准确的绝热温升曲线 | 快速散热；数据不准确 |
| 尺寸效应误差 | 最小化，以获得现实的强度结果 | 高；不代表大规模结构 |
| 应用 | CSG大坝和大规模工程项目 | 标准均匀混凝土测试 |
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参考文献
- Lixia Guo, Ling Zhong. Early age temperature effect of cemented sand and gravel based on random aggregate model. DOI: 10.1515/secm-2025-0059
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
