[发明专利]一种基于配合比和原材料性能的混凝土坍落度推断方法

说明书

本发明涉及一种基于配合比和原材料性能的混凝土坍落度推断方法，该方法将砂石的堆积空隙状况、砂石比例、胶浆流动性能、胶浆填充空隙程度和外加剂减水性能等汇入数学公式，揭示了混凝土原材料用量比例、性能指标与拌和物坍落度之间存在的量化关系，可用于混凝土配合比设计、审查以及拌和生产质量的控制。

技术领域

本发明属于混凝土生产领域，涉及一种基于配合比和原材料性能的混凝土坍落度推断方法。

背景技术

在进行混凝土配合比设计时，满足施工和易性要求是一项重要原则，而和易性的主要指标就是坍落度。初选配合比参数时，单位用水量和砂率都要依据混凝土拌和物需要达到的坍落度进行选择，现有的做法是查表，把粗骨料分为卵石和碎石2种，再按最大粒径分级，把坍落度按大小分级，依据骨料种类、粒径和坍落度从配合比设计规范给出的表格中查找对应的用水量，依据骨料粒径和水胶比，查找对应的砂率，在此基础上，再依据砂的种类和细度模数，掺和料的种类，外加剂的种类和减水、引气性能等对用水量和砂率进行微调，得到试拌配合比参数。这样得到的用水量和砂率与实际使用值往往相差较大，需要多次试拌调整方能得到合适的结果，费力费时。

存在这种弊端的主要原因在于现有方法没有精细地考虑原材料的性能，在粗略分级的基础上进行参数的选择，不会得出精准的结果。从配合比设计的“填充理论”和经验可知，混凝土拌和物的和易性与砂、石堆积时的空隙率，砂浆和胶浆对骨料空隙的填充程度，以及胶浆的流动性能有着密切的关系，而最大粒径相同的石子，细度模数相同的砂会有差别很大的空隙率，分类相同的水泥、掺合料和外加剂，存在着性能的差异，其加水组合而成的胶浆流动性也会有很大差别，所以，现有查表的方法势必带来配合比参数选择的偏差。这样，通过配合比和原材料性能准确推断混凝土的坍落度，指导配合比设计，减少参数选择的偏差有着重要意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于配合比和原材料性能的混凝土坍落度推断方法，按照此方法，在获得原材料相关性能和配料比例的前提下，可以较准确地推断出混凝土的坍落度，从而指导配合比设计、审查和配料调整，也为直接计算法确定配合比，以及配合比使用过程中的实时动态调整提供方法基础。

本发明采用的技术方案：

一种基于配合比和原材料性能的混凝土坍落度推断方法，所述方法包括以下步骤：

1）获取混凝土配合比；测试配合比中所列各种原材料的密度或表观密度，其中砂、石表观密度为干燥状态下的测值；测试砂干燥状态下的松散堆积密度，以及石子按配合比中用量比例组合后的松散堆积密度；测试外加剂在配合比中掺量下的减水率；测试水、胶凝材料和外加剂按配合比中用量比例组合后形成胶浆的流动度；

2）依据配合比中的砂、石用量比例，计算1方混凝土中砂子在松散状态下的堆积体积与石子组合后松散堆积状态下含有的空隙体积之间的比值，将该比值称为砂富余系数（F_s），按式（1）计算。

F_s=（M_s/γ_s）/（M_g/γ_g- M_g/ρ_g）式（1）

式中：F_s——砂富余系数；

M_s——每方混凝土的砂用量（kg）；

M_g——每方混凝土的石用量（kg）；

γ_s——砂松散堆积密度（kg/m³）；

γ_g——石子组合松散堆积密度（kg/m³）；

ρ_g——石子组合表观密度（kg/m³）；