[發明專利]基于修正CPM模型及阻銹劑的海工再生砼配比設計方法

有效

• 申請號: 202011230451.6
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112329326B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 孟濤;趙羽習;盧予奇;練松松;支點
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25;C04B12/04;C04B22/00;C04B103/61;G06F119/14
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發明提供一種基于修正CPM模型及阻銹劑的海工再生砼配比設計方法，首先，提出CPM模型修正形式，計算再生骨料與膠凝材料以不同比例混合后的堆積密實度，確定混凝土砂率及膠骨比；其次，根據設計強度及鮑羅米公式確定有效水膠比，采用體積法得到混凝土初步計算配合比；再次，根據混凝土設計要求及服役環境確定阻銹劑用量；最后，根據混凝土試配情況對配合比作出調整。本發明結合采用了堆積模型與阻銹劑，提高了海洋工程再生混凝土致密程度，延緩了鋼筋脫鈍銹蝕進程。

技術領域

本發明涉及建筑固體廢棄物在海洋工程中資源化利用領域，具體涉及一種基于修正 CPM模型及阻銹劑的海工再生砼配比設計方法。

背景技術

近年來在建設海洋強國背景下，我國海洋空間的開發利用進入了新高潮，大規模沿海或海島基礎設施正在建設中。混凝土作為主要建筑材料，需求量十分巨大，這會加速天然砂石資源消耗速率。若能以建筑固體廢棄物為原料，破碎處理成再生粗細骨料用于混凝土澆筑，就能緩解天然砂石資源緊缺的態勢。而且建筑固體廢棄物易于就地采集，這有利于縮短工期，降低造價。與此類似，海洋工程因具有地域特殊性，若采用天然海水作為混凝土拌合用水，就能進一步提高工程就地取材率，還能有效節約淡水資源。

然而再生粗骨料與再生細骨料表面有老砂漿附著，會對混凝土力學性能與耐久性能產生顯著不利影響。海工再生混凝土在惡劣的海洋環境中服役，會受到海浪、海風、鹽霧等多種環境因素作用，若采用天然海水作為拌合用水，還會引入大量有害化學物質，促進膨脹性水化產物形成，加速鋼筋銹蝕。因此，將常規的配合比設計方法應用于海工再生混凝土很難滿足設計要求，應該有針對性地對配合比設計流程作出改進。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有混凝土設計的局限性，基于堆積模型及沉淀膜型阻銹劑防護提供一種科學實用的海洋工程再生混凝土配合比設計方法。

本發明具體采用下述技術方案實現：

一種基于修正CPM模型及阻銹劑的海工再生砼配比設計方法，步驟如下：

(1)利用修正CPM模型，計算再生粗骨料與再生細骨料以不同比例混合后得到的混合料I的堆積密實度，根據峰值位置確定混凝土體積砂率；

(2)根據混凝土設計要求確定膠凝材料組成，即水泥及礦物摻合料的比例；

(3)在體積砂率既定的前提下，利用修正CPM模型，計算再生粗細骨料與膠凝材料以不同體積比例混合后得到的混合料II的堆積密實度，根據峰值位置確定混凝土的膠骨體積比(即膠凝材料與再生粗細骨料的體積比)；

(4)計算再生混凝土配制強度，利用鮑羅米公式確定有效水膠比(即在不計再生粗細骨料吸收的水分時，混凝土中拌合用水與膠凝材料的質量比)；

(5)利用體積法確定混凝土的初步計算配合比，即再生粗骨料用量、再生細骨料用量、膠凝材料用量以及拌合用水量，根據再生粗細骨料吸水特性確定附加用水量；

(6)根據混凝土設計要求及服役環境確定阻銹劑用量；

(7)根據混凝土的初步計算配合比進行試配，基于流動性要求確定減水劑用量，基于力學及耐久性要求，允許對有效水膠比、膠凝材料組成、阻銹劑用量作出適當調整。

上述技術方案中，進一步地，步驟(1)以及步驟(3)中所述修正CPM模型待求量分別為混合料I和混合料II的實際堆積密實度Ф，按照下式計算，修正CPM模型相較于常規 CPM模型的差異關鍵在于壓實系數K取值：

β_ti——以第i個粒級為主導時混合料的虛擬堆積密實度；

β_i——第i個粒級的剩余堆積密實度；