[發明專利]一種基于空隙的骨料嵌鎖混凝土配合比設計方法

有效

• 申請號: 201910724881.4
• 申請日: 2019-08-07
• 公開（公告）號: CN110414178B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 程云虹;朱寶龍;邱偉;王述紅
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;C04B28/00;G06F111/10;G06F119/18
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 陳曦

本發明的一種基于空隙的骨料嵌鎖混凝土配合比設計方法，基于空隙的骨料嵌鎖混凝土配合比設計通過粗骨料空隙確定細骨料體積分數，再根據粗、細骨料組成的嵌鎖骨架的空隙率確定水泥用量，最后結合水灰比確定用水量?；诳障兜墓橇锨舵i混凝土配合比設計方法考慮顆粒間的相互作用，引入松動效應、附壁效應的影響修正混凝土各材料在堆積體系中的空隙率。按照配合比經過常規成型流程制備的混凝土骨料體積分數較高，且性能優于普通混凝土。采用該配合比可以提高骨料之間的嵌鎖、降低混凝土收縮、改善混凝土界面過渡區性能。

技術領域

本發明屬于建筑材料領域，涉及一種基于空隙的骨料嵌鎖混凝土配合比設計方法。

背景技術

骨料作為混凝土多項混合體系的重要構成部分之一，其強度、體積穩定性等通常是所有組分中最好的。較高的骨料含量，可以提高混凝土的抗壓強度和抗劈拉強度等力學性能，降低混凝土的收縮和徐變。常規混凝土模型存在富余漿量，漿體在填充砂—石堆積體系后，富余的漿體使骨料懸浮其中，阻止骨料之間相互嵌鎖、搭接，進而不能很好的發揮骨料的骨架作用；另外，富余的漿體在水化過程中體積收縮，水泥漿體和骨料之間的差異運動產生拉應力作用，生成大量收縮裂縫，容易導致混凝土破壞。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種基于空隙的骨料嵌鎖混凝土配合比設計方法，提高了混凝土中骨料體積含量，使骨料之間相互嵌鎖、搭接。

本發明提供一種基于空隙的骨料嵌鎖混凝土配合比設計方法，包括如下步驟：

步驟1：根據混凝土中粗骨料堆積空隙率確定粗骨料體積分數；

步驟2：根據粗骨料堆積空隙率、細骨料堆積空隙率確定骨架結構體積分數；

步驟3：根據混凝土中粗骨料、細骨料及水泥空隙率確定三者總體積分數，并考慮鄰級材料顆粒之間的相互影響對混凝土堆積體系中粗骨料、細骨料及水泥的空隙率進行修正；

步驟4：建立修正后的堆積體系體積分數表達式，求解修正后混凝土堆積體系中粗骨料、細骨料、水泥的空隙率；

步驟5：計算設計中粗骨料、細骨料、水泥的初始質量，并根據水泥的初始質量結合水灰比確定混凝土中初始用水量；

步驟6：將粗骨料、細骨料、水泥、水的體積分數總和縮放到1，根據各材料同步縮放后的體積分數確定單方質量，進而確定基于空隙的骨料嵌鎖混凝土配合比。

在本發明的基于空隙的骨料嵌鎖混凝土配合比設計方法中，所述步驟1中根據下式計算粗骨料體積分數：

其中，y₁為混凝土中粗骨料體積分數，為粗骨料堆積空隙率。

在本發明的基于空隙的骨料嵌鎖混凝土配合比設計方法中，所述步驟2中根據下式計算骨架結構體積分數：

其中，y₂為混凝土中粗骨料體積分數，為細骨料堆積空隙率。

在本發明的基于空隙的骨料嵌鎖混凝土配合比設計方法中，所述步驟3中根據下式計算混凝土中粗骨料空隙率、細骨料空隙率及水泥空隙率確定總體積分數：

修正后的總體積分數為：

其中，γ₂₁＝1-f₁(x₁)，γ₁₂＝1-f₂(x₁)，γ₃₂＝1-f₁(x₂)，γ₂₃＝1-f₂(x₂)，