[發明專利]多孔混凝土配合比設計方法

有效

• 申請號: 201710150779.9
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN106874692B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 黃煜鑌;牛欣川;孫佳龍;陳靜;黃澤權
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 武君

本發明屬于建筑材料技術領域，具體涉及一種多孔混凝土配合比的設計方法，包括如下步驟：1)確定膠凝材料組成；2)對試配試件進行壓實成型試驗，結合試驗和目測方法確定水膠比；3)通過試配決定骨料級配及其體積用量；4)以預估的水泥用量為中值，按25Kg/m³的間隔變化，取5個不同的水泥用量，分別拌制混凝土然后通過試驗求出抗壓強度，繪出水泥用量?強度關系曲線，通過內插的方法得到達到要求強度所需的最小水泥用量，由此確定單位體積水泥用量和拌合水用量；5)微調骨料組成與水泥用量使多孔混凝土拌和物工作性及水泥在骨料之外的體積填充率合理，試拌成型。

技術領域

本發明屬于建筑材料技術領域，具體涉及一種多孔混凝土配合比的設計方法。

背景技術

多孔混凝土，也稱為無砂混凝土或大孔混凝土，是采用特定粒徑骨料為骨架、膠結材料包裹在骨料顆粒表面作為骨料顆粒之間的膠結層，形成的骨架——孔隙結構的混凝土材料。由于可通過調整骨料粒徑和膠結材料的用量形成孔徑不同的孔隙以滿足不同的用途需要，因此多孔混凝土在透水路面、植被生長、水質凈化等方面都有廣泛應用。在歐洲、美國、日本等國家和地區多孔混凝土已經比較普遍，我國正處于發展階段。

隨著國家建設海綿城市的提出，多孔混凝土作為一種生態混凝土受到特別關注，它的主要優點體現在:1)多孔混凝土通過其內部開口的孔隙使雨水快速滲透到地下,既避免了洪水的危害又補充了地下水；改善城市地表植物和土壤微生物的生存條件，有利于生態平衡。2)透水性路面有利于調節城市空間的溫度和濕度，消除熱島現象。3)多孔混凝土路面可以減小或削弱交通噪聲,這對于現代城市的發展是非常必要的，同時多孔混凝土路面可以消除雨天路面打滑和雨水飛濺的影響，也是一種更為安全的路面。因此多孔混凝土的應用成為近年的熱點，并得到大力推廣。雖然對于多孔混凝土已經開展了許多研究，在組成、性能和施工工藝等諸多方面都取得了很多成果，但如何提高多孔混凝土材料的可設計性仍需進一步完善。到目前為止，多孔混凝土配合比設計方法還存在一些問題和不足，在對多孔混凝土材料研究有指導作用的標準和規范中，透水水泥混凝土路面技術規程雖然給出了配合比設計方法，但并不明確、清晰，難以直接采用，而許多研究者也給出了各自的設計方法，但并無統一、合適的方法可供施工設計人員選用。在實際建設使用過程中，多孔混凝土主要還是按經驗法來進行設計，這在某種程度上阻礙其應用。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種能適應工程設計的多孔混凝土材料設計方法，首先在確定膠凝材料組成的基礎上，根據成型工藝的要求確定水膠比，其次通過測試所用材料的基本性能，根據骨料的表觀密度和設計要求的孔隙率確定單位體積混凝土中骨料的用量，然后由力學強度確定膠結材料用量，從而確定單位體積水泥用量和拌合水用量。設計方法配合比設計具有特定的明確步驟，符合實際情況，滿足技術、經濟和施工工藝的要求，以便在工程建設中得到廣泛應用。

本發明通過以下技術手段解決上述技術問題：

多孔混凝土配合比設計方法，包括如下步驟

1)確定膠凝材料組成。由于混凝土的膠凝材料包括水泥、摻合料和外加劑，在此情況下，需將不同配合比的膠凝材料根據其標準稠度的用水量依據國標《水泥膠砂強度檢驗方法》(GB17671-1999)方法測定3d、28d、90d強度，確定具有最佳技術與經濟性能的膠凝材料組成。

2)對試配試件進行壓實成型試驗，結合試驗和目測方法確定水膠比；

3)通過試配決定骨料級配及其體積用量，根據設計強度，控制壓實試件的骨料間隙率比設計空隙率大23％-27％，壓實試件的骨料間隙率應小于搗實狀態下的粗骨料骨架間隙率；

4)以預估的水泥用量為中值，按25Kg/m³的間隔變化，取5個不同的水泥用量，分別拌制混凝土然后通過試驗求出抗壓強度，繪出水泥用量-強度關系曲線，通過內插的方法得到達到要求強度所需的最小水泥用量，由此確定單位體積水泥用量和拌合水用量；