[发明专利]一种基于收缩控制的机制砂石骨料现浇混凝土配合比设计方法

说明书

本发明涉及一种基于收缩控制的机制砂石骨料现浇混凝土配合比设计方法，包括以下步骤：1）根据机制砂石骨料现浇混凝土的特点，确定以低收缩为其主要设计目标；2）基于混凝土收缩与弹性模量的预测模型，建立了混凝土收缩与骨料、界面及浆体的关系；3）明确了低收缩混凝土用原材料的选材原则和优化技术。本发明创新了基于收缩控制的机制砂石骨料现浇混凝土配合比设计方法，所配制的机制砂石骨料现浇混凝土工作性、力学性能和耐久性好，具有低收缩且混凝土不同组分收缩匹配性好的特点，可以更好的服役于高速铁路等重大工程，大幅度降低现浇混凝土结构的开裂能力。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，尤其是涉及一种基于收缩控制的机制砂石骨料现浇混凝土配合比设计方法。

背景技术

随着我国建筑领域工程发展战略的稳步推进，铁路、公路等重大工程发展迅速，而受河 砂资源限采政策以及季节性影响，满足要求的混凝土用河砂原材料资源严重短缺，以云、贵、 川地区为主的山区工程尤为显著。这不仅造成原材料质量不稳定和价格上涨，还影响工程建 设工期，严重时导致工程耐久性不足和质量下降，影响工程的服役性能和使用寿命。应用机 制砂石骨料是解决混凝土用砂困难的主要措施，也是绿色建材发展的重要方向。

目前，机制砂石骨料在铁路现浇混凝土中研究较多。研究结果表明机制砂石骨料应用于铁路现浇混凝土构件是可行的，但是对于铁路用机制砂石骨料现浇混凝土的收缩研究很少。近年来，铁科院李化建等人对铁路用机制砂石骨料现浇混凝土的性能进行了系统地研究，包括灌注桩、墩承台、隧道衬砌等机制砂石骨料现浇混凝土结构，但没有提出基于收缩控制的机制砂石骨料现浇混凝土的配合比设计方法。中国专利CN 109369097 A《一种低收缩低收缩抗裂高性能大体积混凝土》、中国专利CN 102701654 B《一类低收缩混凝土》、中国专利CN 103011727 B《一种低收缩混凝土》和中国专利CN 105461274 B《一种低收缩混凝土》公开了低收缩混凝土的配方，但是这些专利缺乏理论支撑和指导，缺少对混凝土不同组分收缩匹配性的考虑，同时缺少对机制砂混凝土收缩的研究。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而发明一种基于收缩控制的机制砂石骨料现浇混凝土配合比设计方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于收缩控制的机制砂石骨料现浇混凝土配合比设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1）根据机制砂石骨料现浇混凝土的特点，确定以低收缩为其主要设计目标；2）基于混凝土收缩与弹性模量的预测模型，建立了混凝土收缩与骨料、界面及浆体的关系；3）明确了低收缩混凝土用原材料的选材原则和优化技术。

所述的步骤1）中机制砂石骨料现浇混凝土成型1d后拆模，测试养护360d时的收缩值，主要包括三个级别：I级为收缩小于350×10^-6， 级为收缩介于350×10^-6~450×10^-6，级为收缩大于450×10^-6。

优选的，所述的低收缩等级为I级。

所述的步骤2）中混凝土的收缩与骨料、界面以及浆体的关系建立主要基于混凝土弹性模量的收缩预测模型、基于骨料和浆体弹性模量的混凝土弹性模量预测模型及基于浆体抗压强度的浆体弹性模量预测模型的联立。

优选的，所述的步骤2）中基于混凝土弹性模量的收缩预测模型的计算式为：

ε_sh（t, t₀）=-k_hS(t)ε_s∞607E_t/(t₀+τ_sh) （1）