[發明專利]一種基于強度閾值的超高性能混凝土強度設計方法

有效

• 申請號: 202110270775.0
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113111490B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 李鵬飛;曹涵博;安雪暉;周力;王曉妍;魯偉;冉軍;王浩宇;汪承志;李彥葓
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學;清華大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;C04B28/00;G06F113/26
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 姚亮;韓蕾

1.一種基于強度閾值的超高性能混凝土強度設計方法，其包括以下步驟：

步驟1：獲得用于制備混凝土的各種原材料的粒度分布數據；

步驟2：基于顆粒堆積模型得到各種原材料的最優級配曲線；

步驟3：選取一個配合比，將各種原材料在混凝土中的質量含量換算為百分比；

步驟4：根據各種原材料的百分比分配所述粒度分布數據，得到對應于上述配合比的強度曲線；

步驟5：選擇一組不同用量配比的混凝土配方，分別獲得相應的混凝土的抗壓強度測試值，并得到相應的強度曲線；

步驟6：根據各種原材料的最優級配曲線確定上述不同用量配比的混凝土配方所對應的強度計算值；

步驟7：對抗壓強度測試值和強度計算值進行比較：

如果抗壓強度測試值和強度計算值的趨勢一致，進行步驟8；

如果抗壓強度測試值和強度計算值的趨勢不一致，基于水化程度的影響對顆粒模型進行修正，然后重復步驟2-6，直到二者的趨勢達到一致；

步驟8：根據所需要配制的混凝土的強度要求，選擇兩個以上的強度一致而曲線不同的配合比，得到各自的強度曲線，以這些強度曲線所圍成的區域定為強度閾值范圍；

在所述強度閾值范圍內，通過調整配合比，得到若干條位于強度閾值范圍內的級配曲線，通過實際實驗來確定滿足預定強度要求的級配曲線。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟2中，所述顆粒模型為：

其中，D為原材料的粒徑，單位為μm；

Dmax為原材料的最大粒徑，單位為μm；

Dmin為原材料的最小粒徑，單位為μm；

q為分布模數，取值范圍為0.18-0.25；

P(D)為D粒徑對應的累積率。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟4中，根據各種原材料的百分比分配所述粒度分布數據，得到對應于上述任一配合比的強度曲線包括以下步驟：

在一個粒徑范圍內，將步驟3換算得到的每一種原材料的百分比與該原材料在該粒徑范圍內的粒度分布百分比的乘積作為該原材料在該粒徑范圍內的新區間含量，同時獲得相應的新累積含量；

重復上述步驟，獲得每一個粒徑范圍的相應的新累積含量；

根據所述新區間含量、新累積含量，獲得對應于步驟3所選取的配合比的強度曲線。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟5中，選擇一組不同用量配比的混凝土配方，分別獲得相應的混凝土的抗壓強度測試值，并得到相應的強度曲線按照以下方式進行：

根據一組具有不同用量配比的混凝土配方，所述用量配比包括水灰比、硅灰摻量、粉煤灰摻量和石粉摻量中的一種或兩種以上的組合；

按照所述混凝土配方配制得到相應的混凝土，然后進行抗壓強度測試，得到混凝土的抗壓強度測試值；

根據不同混凝土配方對應的抗壓強度測試值，得到相應的強度曲線。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟6中，根據各種原材料的最優級配曲線確定上述不同用量配比的混凝土配方所對應的強度計算值按照以下公式進行：

Pmix代表最優級配曲線在對應粒徑下的累積率；

Ptar代表當前配合比對應的強度曲線在對應粒徑下的累積率；

RSS代表強度計算值。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟7中，趨勢一致是指不同用量配比的混凝土對應的抗壓強度測試值和強度計算值的大小順序相同。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟7中，基于水化程度的影響對顆粒模型進行修正后得到的修正的顆粒模型為：

其中，K為水化因子。

8.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟8中，根據所需要配制的混凝土的強度要求，選擇兩個以上的強度一致而曲線不同的配合比按照以下方式進行：

選擇若干個配合比，根據顆粒模型或修正的顆粒模型計算對應的強度值，從中選擇與所需要配制的混凝土的強度要求差值在10MPa以內的兩個以上的配合比，獲得這些配合比對應的強度曲線。