[发明专利]一种钢渣自密实混凝土配合比设计方法

说明书

本发明公开了一种基于所需混凝土目标塑形每粘度和抗压强度的钢渣自密实混凝土配合比的设计方法。其特点在于使用钢渣作为粗骨料，节省材料成本，提供设计图作为配合比设计指南而增加了其简单性和实用性。其中混合物的目标塑性粘度在3‑15Pa s之间，28天龄期的特征立方体强度在30‑80MPa之间。本发明的新型钢渣自密实混凝土配合比设计方法，确定目标塑性粘度后计算含水量与胶凝材料比率，而后根据设计图曲线求出胶凝材料含量、含水量、固相成分，计算出实际混凝土塑性粘度，与目标塑性粘度比较，以满足目标塑性粘度要求。保证混凝土的性能稳定，通过此方法达到合理的钢渣自密实混凝土配合比。

技术领域

本发明涉及钢渣自密实混凝土配合比设计方法，属于土木工程材料领域。

背景技术

自密实混凝土(简称SCC)是指依靠自身重力，能够流动、密实，在钢筋密集的情况下也能完全填充模板，同时具有良好匀质性，并且不需要附加振动的混凝土。因其优越的施工性能和良好的耐久性而在建筑工程领域受到越来越多的应用。伴随我国基础建设事业的不断发展，我国对于自密实混凝土的应用也越来越广泛。但是如果自密实混凝土的流动性过大会影响混凝土的强度，过小则会导致无法达到较好填充效果，因此如何选择最合适的配合比成为了比较重要的问题。然而，对自密实混凝土(SCC)流变性能的广泛研究工作极大地改善了自密实混凝土混合料的配比。在此条件下一些学者研究出了较为严格的SCC混合料的配比方法，并且基于合理的物理原理，但它产生了一系列令人困惑的混合料，这些混合料达到了目标塑性粘度，但没有给出任何关于如何选择最合适的混合料的实用指南，因此设计配合比的过程较为复杂，并且工作量极大。此外，该方法是在已知立方体抗压强度范围的参考混合物的基础上发展起来的，但后者并没有明确地作为设计标准，因此其可靠程度依然存在问题。

另外，我国每年钢渣的排放量达到上亿吨，大量的钢渣弃置堆积，既污染环境又占用了大量的土地。经研究，钢渣的成分可以作为混凝土的掺合料使用。因此本发明设计了一种将钢渣用作自密实混凝土的骨料，并研究出一种基于目标塑性粘度和抗压强度的钢渣自密实混凝土配合比的设计方法。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种钢渣自密实混凝土配合比设计方法，有效减少配合比设计所需实验次数，降低自密实混凝土的配合比的设计难度和复杂程度，适用范围广，可行性好。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种钢渣自密实混凝土配合比设计方法，包括以下步骤：

S01：选择目标塑性粘度η_mix及抗压强度f_cu；

S02：选择自密实混凝土所用材料；

S03：根据公式计算产生目标立方体特性强度的水与胶凝材料的比率w/cm；式中，f_cu是28天的等效立方体抗压强度(MPa)，w/cm是水与胶凝材料(即水泥+水泥替代材料)的比率，此处，胶凝材料组成成分为25％磨细高炉矿渣与75％水泥；

S04：由设计图计算胶凝材料含量及含水量，其中根据设计图可知比值，由于η已知，可以求出cm，根据w/cm求出水的含量；

S05：假设试验用超增塑剂(SP)用量为胶凝材料质量的0.4-0.8％；

S06：根据w/cm和SP/cm比通过查表估算膏体(即水泥、ggbs与水搅拌后的混合物)的塑性粘度；

S07：根据设计图计算固相成分LP、FA和CA，已知目标塑性粘度，由设计图自下第二条曲线查出比值，由于cm、η已知，从而求出LP含量，同理求出FA、CA；

S08：计算混合物的总体积若总体积不足1m³，需调整配料，将总体积缩放至1m³；