[发明专利]一种分步法制备地铁混凝土的方法

权利要求书

1.一种分步法制备地铁混凝土的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：根据混凝土施工配合比中水泥、砂、石子、减水剂、纤维素醚、聚丙烯纤维和水的比例关系，拌合得到总重量为M_B的拌合物，并测得总重量为M_B的拌合物的体积为V_B，计算得到拌合物重量与体积的比例常数K_B为：

K_B＝M_B÷V_B；

其中，混凝土施工配合比中石子分为石子Ⅰ、石子Ⅱ和石子Ⅲ，石子Ⅰ和石子Ⅱ用于制备球形代骨料；石子Ⅲ用于制备球形代骨料粘结混凝土；

步骤S2：根据混凝土施工配合比，得到石子在由水泥、砂、石子、外加剂、掺合料和水组成的拌合物中所占的质量比例常数P₁；

步骤S3：根据石子中石子Ⅰ粒径R₁，得到将要制备的球形代骨料具有的体积V_D为：

V_D＝πR₁³÷6；

步骤S4：根据步骤S1和步骤S3的计算结果，得到球形代骨料所具有的质量M_D为：

M_D＝V_D×K_B；

步骤S5：根据步骤S2和步骤S4的计算结果，得到球形代骨料中由石子Ⅰ和石子Ⅱ所混合而成的石子具有的质量M_H为：

M_H＝M_D×P₁；

步骤S6：随机抽取M₁重量份石子Ⅰ，确定该M₁重量份石子Ⅰ所具有的石子个数为N₁，得到单个石子Ⅰ所具有的平均质量M_1-J为：

M_1-J＝M₁÷N₁；

步骤S7：根据步骤S5和步骤S6的计算结果，得到球形代骨料中石子Ⅱ的平均质量M₂为：

M₂＝M_H-M_1-J；

步骤S8：根据步骤S6及步骤S7的计算结果，得到制备球形代骨料时石子中石子Ⅰ与石子Ⅱ质量比K_1-2为：

K_1-2＝M_1-J÷M₂；

步骤S9：根据步骤S8计算得到的石子中石子Ⅰ与石子Ⅱ质量比关系K_1-2，以及步骤S1中混凝土施工配合比，采用由石子Ⅰ与石子Ⅱ混合而成的石子进行球形代骨料混凝土混合物制备；

步骤S10：将步骤S9中的混凝土混合物，通过机械成型方式成型制备成直径为R₁混凝土球，经养护强度达到设计强度值后，对球形代骨料进行降碱处理；

步骤S11：根据所需制备得到的混凝土体积V，以及等径球紧密堆积时空间体积孔隙率25.94％，得到制备体积为V的混凝土时，球形代骨料粘结混凝土用量为1.1×K_B×V×25.94％至1.3×K_B×V×25.94％；

步骤S12：根据混凝土施工配合比，以及步骤S11计算结果，以石子Ⅲ为石子制备球形代骨料粘结混凝土；

步骤S13：以容量为V的容器装取经步骤S10处理后的球形代骨料，并将装取的球形代骨料进行饱水处理；

步骤S14：将步骤S13得到的经过饱水处理的球形代骨料与步骤S12制备得到的球形代骨料粘结混凝土混合，既得到地铁混凝土；

所述石子Ⅰ、石子Ⅱ和石子Ⅲ材质相同，且均为单一粒径级配；

石子Ⅲ选取均以石子Ⅰ粒径R₁为基础进行确定；

石子Ⅲ粒径R₃为：

其中，粒径R₁、R₃指代石子可测量最大宽度值。

2.根据权利要求1所述的分步法制备地铁混凝土的方法，其特征在于：石子Ⅰ粒径R₁；石子Ⅱ由两种单一粒径的石子按质量比1:1混合而成，两种石子粒径分别为石子Ⅰ粒径R₁的0.5倍和0.25倍，最小者粒径大于等于5mm。

3.根据权利要求1所述的分步法制备地铁混凝土的方法，其特征在于：步骤S13中，以容量为V的容器装取球形代骨料时，球形代骨料以等径球紧密堆积形式装入，且装入量为刚好装满整个容器。