[发明专利]一种无砂混凝土表面积配合比计算方法

说明书

本发明公开了一种无砂混凝土表面积配合比计算方法，首先抽取n个样本对骨料颗粒进行正交方向三个轴长的测量得到轴长比例均值，建立椭球体模型；其次，引入代表轴长半径作为整体骨料的轴长半径；再次，估算单位体积骨料所含骨料颗粒数，确定裹浆厚度；最后，计算混凝土表面配合比；本发明充分考虑到骨料的特性，基于此提出了新的椭球体骨料计算模型，更加符合实际情况；同时在骨料个数估算方面提出了修正系数缩小估算值与实际值的误差；可计算特定情况下水泥浆总需求量，避免了水泥浆过多而引起的沉浆现象，减少了不必要的浪费，同时也避免了水泥浆不足而导致混凝土制品强度较弱的情况。

技术领域

本发明涉及一种混凝土配合比计算方法，具体涉及一种无砂混凝土表面积配合比计算方法。

背景技术

无砂混凝土是由粗骨料和水泥浆拌合而成，水泥浆主要起胶结粗骨料的作用，由于不含或者含有较少细骨料，无砂混凝土有着较大的孔隙率、透气性和透水性；由于无砂混凝土特殊的结构，其强度主要来源于骨料胶结面上的水泥浆胶结体；因此，骨料之间胶结面积就成为控制无砂混凝土强度的重要指标，单位体积不同粒径骨料的总表面积差异也就成为对其进行配合比设计中要考虑的重要因素；而应用较广泛《现代混凝土配合比设计手册》中对于无砂混凝土所介绍的配合比设计方案中并没有考虑到骨料粒径和不同粒径裹浆厚度对于无砂混凝土的影响；对于单位体积不同粒径骨料来说其骨料总的表面积是不同的，单位堆积体积下大粒径骨料总表面积较少，小粒径骨料总表面积则较大；对于单位体积骨料按照《现代混凝土配合比设计手册》设计的水泥浆需用量来说，单位体积较大粒径骨料对于水泥浆需求量较少，此时便容易产生沉浆现象；沉浆的存在不仅浪费了水泥而且大大降低了混凝土孔隙率，严重影响了无砂混凝土的透水性和透气性；另一方面，单位体积较小粒径骨料总表面积大，对于水泥浆需求也更大，水泥浆不足则会导致骨料表面裹浆不均匀，严重影响无砂混凝土的强度，危害工程安全。

现有的无砂混凝土表面积配合比设计方法在骨料模型简化上将骨料直接简化为球体，将各个径向的长度均视为统一值，这样的过简化处理使得假设模型与实际骨料形态偏差较远，而使用椭球体模型可以在三个正交方向上精确体现骨料样本的尺寸，更加符合实际情况；另一方面，在骨料总表面积的模型计算中，现有的表面积设计方法没有对模型和实际骨料之间施加控制条件，这会导致模型不能准确的代表骨料表面积；同时，在单位堆积体积骨料个数估算上，用骨料总质量除以单个模型骨料质量的方法没有考虑到实际值(单位体积骨料质量实测值)和代表值(单个骨料模型质量)的差异。

发明内容

本发明提供一种能够保证无砂混凝土制品强度，同时又能保证较大孔隙率及较高的透水性和透气性的无砂混凝土表面配合比计算方法。

本发明采用的技术方案是：一种无砂混凝土表面积配合比计算方法，包括以下步骤：

(1)将骨料视为椭球形，抽取n个样本分别测量其三个正交方向轴长得轴长比例，取均值得骨料模型的三轴比1：θ：β；

(2)取n个椭球体模型样本，通过控制其总表面积相同计算最短轴长半径R_x的平均值；

(3)根据R_x和1：θ：β计算单个椭球体的表面积S_t，

(4)估算单位堆积体积骨料中颗粒个数N，

式中，K为质量修正系数，Mz为单位体积堆积骨料的总质量，M为单个骨料颗粒的质量，

(5)根据裹浆厚度h、对应水灰比r和该水灰比下水泥浆密度ρ_s，计算配合比单位骨料所需水泥浆质量M₀、单位体积水泥浆所需水的质量M₁和单位体积水泥浆所需水泥的质量M₂，

M₀＝S_z×h×ρ_s×B