[发明专利]一种基于砂浆流变特性的中流动性混凝土配合比设计方法

说明书

本发明属于道路材料技术领域，公开了一种基于砂浆流变特性的中流动性混凝土配合比设计方法，以解决现有技术中中流动性混凝土配合比设计中存在的技术问题，该方法包括：1）获取中流动性混凝土的初始配合比；2）获取中流动性混凝土等效砂浆屈服应力阈值和粘度阈值；3）测试混凝土等效砂浆的屈服应力试验值和粘度试验值；4）屈服应力实验值与屈服应力阈值比较，粘度实验值与粘度阈值比较，若满足条件则此时的配合比即为中流动性混凝土配合比；若不满足条件则调整混凝土砂率、水灰比、外加剂掺量，重新进行步骤3）。本发明试配过程易于操作，无需制备混凝土样品，减少了工作量，对于中流动性混凝土配合比设计有重要的理论意义和实际价值。

技术领域

本发明涉及道路材料技术领域，具体涉及一种基于砂浆流变特性的中流动性混凝土配合比设计方法。

背景技术

近年来，随着我国经济的快速发展，我国铁路与公路交通建设有着巨大的需求。中流动性混凝土是指流动性介于普通混凝土和自密实混凝土之间的扩展度范围在35-50cm的混凝土，因其具有原材料成本低、在施工振捣过程中流动性大，充填效果好等优点，常用于隧道衬砌、桥梁等钢筋配置密集，振捣困难的结构中。

目前，中流动性混凝土配合比设计相关方法较少，国内尚未出现针对性强的配合比设计方法，主要采用标准《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2011进行中流动性混凝土配合比设计，该方法存在对中流动性混凝土针对性不强，混凝土适配过程中需要多次拌制混凝土样品，工作量大等缺点，日本学者编制了《隧道施工管理要领：中流动性混凝土篇》用于指导中流动性混凝土配合比设计，该方法设计参数多根据工程经验进行确定，缺乏理论依据，且同样存在混凝土适配过程中需要多次拌制混凝土样品，工作量大的缺点。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中中流动性混凝土配合比设计中存在的技术问题，提供了一种简单有效的基于砂浆流变特性的中流动性混凝土配合比设计方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于砂浆流变特性的中流动性混凝土配合比设计方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）计算1m³混凝土中水泥、矿物掺合料、水、细骨料、粗骨料、外加剂用量，由此得出中流动性混凝土初始配合比；

（2）根据步骤（1）中的初始配合比获取中流动性混凝土等效砂浆屈服应力阈值和粘度阈值；

（3）将步骤（1）中的混凝土进行砂浆流变试验，测试混凝土等效砂浆的屈服应力试验值和粘度试验值；

（4）若屈服应力实验值不大于屈服应力阈值，粘度实验值不小于粘度阈值，则此时的配合比即为中流动性混凝土配合比；

（5）若屈服应力实验值大于屈服应力阈值，或粘度实验值小于粘度阈值，则调整混凝土砂率、水灰比、外加剂掺量，重新进行步骤（3）。

进一步地，所述步骤（1）中中流动性混凝土初始配合比通过以下步骤进行计算：

设定粗骨料包裹砂浆膜厚δ，根据公式（1）、（2）计算出1m³混凝土中粗骨料用量；

（1）

式中，V_exc——粗骨料包裹砂浆体积，m³；

V_g——粗骨料体积，m³；

ρ_a——粗骨料表观密度，kg/m³；