[發(fā)明專利]一種基于流變學(xué)參數(shù)的混凝土工作性優(yōu)化設(shè)計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711476246.6
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108229003A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周云;許永和;徐俊
• 申請（專利權(quán)）人: 上海建工集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;C04B28/00
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1.一種基于流變學(xué)參數(shù)的混凝土工作性優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于：該方法的步驟如下：

步驟一、將基礎(chǔ)配合比中的粗骨料去除，配制出基礎(chǔ)砂漿，用砂漿流變儀測得其塑性粘度μ_s和屈服應(yīng)力τ_0s；

步驟二、量取若干組不同體積分?jǐn)?shù)的粗骨料，保持基礎(chǔ)配合比中的其他組分比例不變，配制成若干新拌混凝土，用混凝土流變儀測得各組新拌混凝土的塑性粘度和屈服應(yīng)力；

步驟三、將測得的各組新拌混凝土的塑性粘度、粗骨料體積分?jǐn)?shù)與其基礎(chǔ)砂漿的塑性粘度按照公式(1)μ(φ)＝μ_sf(φ)進(jìn)行非線性回歸，式中，φ為粗骨料在混凝土中的體積分?jǐn)?shù)，μ_s為基礎(chǔ)砂漿的塑性粘度，f(φ)為非線性函數(shù)，μ(φ)為混凝土對應(yīng)于粗骨料體積分?jǐn)?shù)為φ時的塑性粘度；

步驟四、將測得的各組新拌混凝土的屈服應(yīng)力、粗骨料體積分?jǐn)?shù)與其基礎(chǔ)砂漿的屈服應(yīng)力按照公式(2)τ₀(φ)＝τ_0s g(φ)進(jìn)行非線性回歸，式中，τ_0s為基礎(chǔ)砂漿的屈服應(yīng)力，g(φ)為非線性函數(shù)，τ₀(φ)為混凝土對應(yīng)于粗骨料體積分?jǐn)?shù)為φ時的屈服應(yīng)力；

步驟五、在步驟二確定的粗骨料體積分?jǐn)?shù)范圍內(nèi)，按照粗骨料體積分?jǐn)?shù)一定增幅得到一系列體積分?jǐn)?shù)，分別代入公式(1)和公式(2)，得到不同粗骨料體積分?jǐn)?shù)時對應(yīng)的混凝土的塑性粘度和屈服應(yīng)力，將這兩個流變學(xué)參數(shù)作為輸入數(shù)據(jù)，利用計算流體力學(xué)軟件對混凝土坍落度/坍落擴(kuò)展度進(jìn)行數(shù)值模擬，得到不同粗骨料體積分?jǐn)?shù)時的坍落度/坍落擴(kuò)展度數(shù)據(jù)表；

步驟六、按照所需要的混凝土坍落度/坍落擴(kuò)展度選用相應(yīng)的粗骨料體積分?jǐn)?shù)，實現(xiàn)從流變學(xué)參數(shù)到混凝土工作性的優(yōu)化設(shè)計。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于流變學(xué)參數(shù)的混凝土工作性優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于：所述步驟二中分別量取基礎(chǔ)配合比中粗骨料體積的80％、90％、100％、110％、120％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于流變學(xué)參數(shù)的混凝土工作性優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于：所述步驟五中一定增幅為2％。

4.一種基于流變學(xué)參數(shù)的混凝土工作性優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

步驟一：預(yù)設(shè)基礎(chǔ)配合比中粗骨料的體積分?jǐn)?shù)為0.4，要求混凝土坍落擴(kuò)展度700±50mm；

步驟二：將粗骨料去除后配制出基礎(chǔ)砂漿，測得其塑性粘度為0.9Pa·s，屈服應(yīng)力為8.2Pa；

步驟三：分別按粗骨料體積分?jǐn)?shù)0.32、0.36、0.4、0.44、0.48，保持基礎(chǔ)配合比中的其他組分比例不變，配制成混凝土，測得各組混凝土的塑性粘度分別為7.3Pa·s、13.8Pa·s、31.1Pa·s、53.9Pa·s、164.3Pa·s，各組混凝土的屈服應(yīng)力分別為18.2Pa、26.1Pa、35.9Pa、52.5Pa、93.6Pa；

步驟四：將測得的各組新拌混凝土的塑性粘度、粗骨料體積分?jǐn)?shù)與其基礎(chǔ)砂漿的塑性粘度按照公式(1)μ(φ)＝μ_sf(φ)進(jìn)行非線性回歸，得到，f(φ)＝(1-1.78φ)^-2.72，R²＝0.9974，因此μ(φ)＝0.9×(1-1.78φ)^-2.72；

步驟五：將測得的各組新拌混凝土的屈服應(yīng)力、粗骨料體積分?jǐn)?shù)與其基礎(chǔ)砂漿的屈服應(yīng)力按照公式(2)τ₀(φ)＝τ_0sg(φ)進(jìn)行非線性回歸，得到g(φ)＝(1-1.88φ)^-1.04，R²＝0.9953，因此τ₀(φ)＝8.2×(1-1.88φ)^-1.04；

步驟六：在0.32～0.48范圍內(nèi)，按照粗骨料體積分?jǐn)?shù)2％的增幅得到一系列體積分?jǐn)?shù)，分別代入公式(1)和公式(2)，得到不同粗骨料體積分?jǐn)?shù)時對應(yīng)的混凝土的塑性粘度和屈服應(yīng)力，利用Fluent軟件對混凝土坍落度/坍落擴(kuò)展度進(jìn)行數(shù)值模擬，得到不同粗骨料體積分?jǐn)?shù)時的坍落度/坍落擴(kuò)展度數(shù)據(jù)表；

步驟七：按照混凝土坍落擴(kuò)展度700±50mm的要求，根據(jù)步驟五的數(shù)據(jù)表，從而得出混凝土粗骨料體積分?jǐn)?shù)選擇范圍為0.34～0.38。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于流變學(xué)參數(shù)的混凝土工作性優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于：所述混凝土由水泥、水、粉煤灰、粒化高爐礦渣粉、黃砂、粗骨料組成，其配合比(kg/m³)為：