[發明專利]C30～C40自燃煤矸石骨料混凝土的配合比設計方法

在審

• 申請號: 202110452707.6
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113192574A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 周梅;陳瑞雪;王忻怡
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: G16C60/00
• 分類號: G16C60/00;C04B18/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.C30～C40自燃煤矸石骨料混凝土的配合比設計方法，其特征在于，所述設計方法包括如下步驟：

(1)確定自燃煤矸石骨料混凝土的原材料種類，所述自燃煤矸石骨料混凝土的原材料由膠凝材料、骨料、外加劑和水組成，所述膠凝材料由水泥、礦物摻合料組成，所述礦物摻合料由粉煤灰、礦粉和硅灰中的一種、兩種或三種組成；所述骨料由天然砂、天然碎石、自燃煤矸砂、自燃煤矸石中的兩種組成，所述外加劑由減水劑、引氣劑中的一種或兩種組成，所述水由拌合水和骨料預濕附加水組成；

(2)檢測除外加劑、硅灰以外的各原材料的技術性質指標；

(3)確定混凝土的配制強度。根據JGJ55-2011《普通混凝土配合比設計規程》中規定，計算配制強度，計算方法如式(1)；

f_cu,0＝f_cu,k+1.645σ (1)

式中：f_cu,0——自燃煤矸石骨料混凝土的配制強度，MPa；

f_cu,k——自燃煤矸石骨料混凝土的設計強度，MPa；

σ——混凝土強度標準差，MPa。

(4)確定水膠比。自燃煤矸石粗骨料混凝土(簡稱SNC)水膠比計算公式如式(2)，自燃煤矸石細骨料混凝土(簡稱NSC)水膠比計算公式如式(3)，自燃煤矸石粗、細骨料混凝土(簡稱SSC)水膠比計算公式如式(4)；

式中：f_b——膠凝材料28d膠砂抗壓強度實測值。

(5)確定單位用水量m_w。根據所用粗骨料的種類、最大粒徑及施工要求的坍落度值，參考普通混凝土配合比設計規范，在充分考慮了自燃煤矸石骨料粒形差和孔隙率大的基礎上，依據前期大量試驗的統計資料，修正了自燃煤矸石骨料混凝土單位用水量m_w0，詳見表1所示。摻外加劑，若混凝土減水率為β，1m³混凝土用水量可按(5)式計算：

m_w＝m_w0(1-β) (5)

式中：m_w——單位用水量；β——減水率。

表1 自燃煤矸石骨料混凝土的單位用水量m_w0/(kg·m^-3)

(6)計算膠凝材料用量。計算公式如式(6)；

若計算所得膠凝材料用量不能滿足工作性和耐久性要求，參考《普通混凝土配合比設計規程》(JGJ55-2011)的規定調整為m_b1；

(7)計算礦物摻合料用量及水泥用量。計算公式分別如式(7)、(8)；

m_f0＝m_b1β_f (7)

m_c0＝m_b1-m_f0 (8)

其中，β_f為礦物摻合料取代率(一般粉煤灰摻量≥20％，硅灰摻量≤3.5％，礦粉摻量≥10％)；

(8)確定外加劑摻量。計算公式如式(9)；

m_a0＝m_b1β_a (9)

其中，β_a為減水劑摻量，對于高效減水劑，摻量一般控制在1.5％～2.5％；

(9)確定合理砂率值β_s。當所述骨料為天然砂石時，最終砂率即為所述初始砂率；當所述骨料是自燃煤矸石骨料時，為滿足施工的工作性要求，需要根據水膠比、自燃煤矸石細骨料粗細程度、自燃煤矸石粗骨料針片狀含量等，調整砂率為最終砂率，可參考表2選取。

表2 自燃煤矸石骨料混凝土砂率/％

(10)按假定容重法確定粗、細骨料用量。混凝土的表觀密度ρ_0c，粗骨料用量m_g0、細骨料用量m_s0，按計算公式如式(10)計算粗、細骨料用量；

其中，ρ_0c可根據骨料品種的表觀密度以及混凝土的強度等級，以及當地的統計資料在2100～2400kg范圍內合理選定；

(11)計算自燃煤矸石骨料混凝土的附加用水量；自燃煤矸石粗骨料的附加用量為W₁，計算公式如式(11)，自燃煤矸石細骨料砂的附加用水量為W₂，計算公式如式(12)；

W₁＝m_g×W_mg×k₁ (11)

W₂＝m_s×W_ms×k₂ (12)

式中，W_mg——自燃煤矸石粗骨料1h的質量吸水率，％；

W_ms——自燃煤矸石細骨料1h的質量吸水率，％；

k₁——自燃煤矸石粗骨料吸附水系數，取值0.8；

k₂——自燃煤矸石細骨料吸附水系數，取值0.6。