[發明專利]一種基于砂漿流變特性的中流動性混凝土配合比設計方法

在審

• 申請號: 202010904740.3
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN112035930A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 南雪麗;李榮洋;王毅;姬建瑞;陳浩
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 蘭州澤一知識產權代理有限公司 62207
• 代理人: 周春雷

1.一種基于砂漿流變特性的中流動性混凝土配合比設計方法，其特征是，包括以下步驟：

（1）獲取中流動性混凝土中水泥、礦物摻合料、水、細骨料、粗骨料、外加劑的初始配合比；

（2）根據步驟（1）中的初始配合比獲取中流動性混凝土等效砂漿屈服應力閾值和粘度閾值；

（3）將步驟（1）中的混凝土進行砂漿流變試驗，測試混凝土等效砂漿的屈服應力試驗值和粘度試驗值；

（4）若屈服應力實驗值不大于屈服應力閾值，粘度實驗值不小于粘度閾值，則此時的配合比即為中流動性混凝土配合比；

（5）若屈服應力實驗值大于屈服應力閾值，或粘度實驗值小于粘度閾值，則調整混凝土砂率、水灰比、外加劑摻量，重新進行步驟（3）。

2.根據權利要求1所述的一種基于砂漿流變特性的中流動性混凝土配合比設計方法，其特征是：所述步驟（1）中中流動性混凝土初始配合比通過以下步驟進行計算：

設定粗骨料包裹砂漿膜厚δ，根據公式（1）、（2）計算出1m³混凝土中粗骨料用量；

（1）

式中，V_exc——粗骨料包裹砂漿體積，m³；

V_g——粗骨料體積，m³；

ρ_a——粗骨料表觀密度，kg/m³；

ρ_t——粗骨料振實密度，kg/m³；

（2）

式中，a_i%——相鄰兩篩之間粗骨料質量百分數；

D_i——粗骨料i的篩分粒徑，m；

δ——粗骨料包裹砂漿膜厚，m；

（b）確定1m³混凝土中細骨料用量：設定砂率為β_s，計算1m³混凝土中細骨料用量V_s；

（c）確定1m³混凝土中膠凝材料和水的用量：

①設定混凝土設計強度等級，并確定混凝土水膠質量比；

②設定礦物摻合料種類及摻量；

③根據如下公式（3）、（4）、（5）計算出1m³混凝土中水泥、礦物摻合料和水的用量；

（3）

式中，V_W——水的體積，m³；

ρ_W——水的密度，kg/m³；

V_C——水泥體積，m³；

ρ_C——水泥表觀密度，kg/m³；

V_ai——礦物摻合料體積，m³；

ρ_ai——礦物摻合料表觀密度，kg/m³；

m_W——水的質量，kg；

m_B——膠凝材料總質量，kg；

（4）

式中，a_i%——礦物摻合料i占膠凝材料的質量百分比；

（5）

式中，α—混凝土的含氣量百分數；

（d）確定1m³混凝土中外加劑的用量：根據廠家推薦摻量范圍及試驗經驗確定外加劑摻量。

3.根據權利要求1所述的一種基于砂漿流變特性的中流動性混凝土配合比設計方法，其特征是：所述步驟（2）中砂漿屈服應力閾值為屈服應力最大值τ_max，粘度閾值為粘度最小值η_min，且通過以下公式進行計算：

（6）

式中，τ_max——中流動性混凝土等效砂漿屈服應力最大值，Pa；

Δρ——粗骨料與砂漿密度差，kg/m³；

g——重力加速度，m/s²；

r——粗骨料平均半徑，m；

（7）

式中，η_min——中流動性混凝土等效砂漿粘度最小值，Pa?s；

T_f——混凝土流動時間（T_f≈7s）；

H——坍落度試驗混凝土流動過程中，最上層碎石的位移閾值，m。