[发明专利]混合粗集料破碎试验确定分形维数的方法

说明书

本发明公开了混合粗集料破碎试验确定分形维数的方法，属于建筑材料测试领域；所要解决的技术问题是提供了一种不同强度混合集料的破碎试验，并进一步确定各种情况混合集料分形维数的方法；解决该技术问题采用的技术方案为：混合集料筛分制样，烘干，按比例进行均匀混合，混合后装入试筒进行破碎试验，试验后进行二次筛分和称重，绘制混合集料破碎后颗粒小于4.75mm颗粒累计质量和粒径的关系分布曲线，计算拟合直线斜率，根据斜率计算得出分形维数；本发明可广泛应用于建筑材料测试领域。

技术领域

本发明混合粗集料破碎试验确定分形维数的方法，属于建筑材料测试技术领域。

背景技术

随着城市化加速发展以及大规模的旧城改造，建筑垃圾产生量将逐年增多，预计到2020年，我国新增排放建筑垃圾将超过50亿吨。对建筑垃圾如何再利用，是城市发展和岩土工程必须面对的课题。在目前的建筑垃圾利用研究中，废弃混凝土再生利用研究的较多，但对废弃的砖瓦再利用研究几乎空白。根据统计，建筑拆除垃圾中，废弃混凝土约占25％-35％，砖瓦碎片(主要为粘土砖)约占45％以上，废弃粘土砖的再生利用亟待重视。废弃粘土砖与废弃混凝土相比，强度相对较低，吸水率高，但把废弃粘土砖与废弃混凝土经过破碎形成的混合集料作为路基填筑骨料可以满足道路基层材料的要求，并已在上海世博园内部道路和西宝高速改扩建工程B-C02合同段进行使用。粗集料压碎值试验是衡量石料在逐级增加荷载条件下抵抗压碎的能力，是公路路基必做试验项目，见公路工程集料试验规程(JTGE42)中的粗集料压碎值试验(T0316-2005)，但此方法仅仅针对单一材料的13.2mm～9.5mm区间粒径试验，道路用建筑垃圾最大粒径为37.5mm，而且包括废弃粘土砖、废弃混凝土、瓷砖、玻璃等多种材料，不能满足建筑垃圾材料的要求。

建筑垃圾作为路基填料，可选用废弃粘土砖与废弃混凝土两种材料的混合物，废弃粘土砖与废弃混凝土两种材料从力学性能上来说也具有较大的差异，废弃粘土砖集料的抗压强度明显弱于废弃混凝土集料，二者的混合集料颗粒之间的相互干扰作用必须考虑，而且颗粒粒径尺寸效应也需要考虑，本发明根据不同颗粒尺寸选用不同的尺寸的试筒和加载压力，考虑不同集料强度的差异和相互干扰以及集料的尺寸效应，并用分形几何中分形维数D值对试验结果进行了评价，填补试验规范中的空白。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供了一种混合粗集料破碎值试验，并进一步确定各种情况混合粗集料分形维数的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：混合粗集料破碎试验确定分形维数的方法，包括以下步骤：

第一步：集料筛分制样；

准备集料A和集料B，各自筛分，去除针状和片状颗粒，取任意两相邻标准方孔筛之间的集料A作为集料A样品，再取同一粒径范围的集料B作为集料B样品；

第二步：集料样品烘干；

将集料A样品和集料B样品烘干至恒重，再冷却到室温；

第三步：按比例均匀混合集料；

提取第二步冷却后的集料A样品和集料B样品，按不同质量比配置混合集料，拌和均匀，形成多种不同质量比的均匀混合集料；

第四步：将混合集料装入试筒；

任意取一种质量比的均匀混合集料，装满试筒，并统计放入试筒中的每个颗粒的最大、最小、中间三轴长度，精确至0.01mm，用公式计算每个颗粒的等效粒径，取所有等效粒径的最大数为最大等效粒径d_max，单位为mm，并计量装入试筒中的混合集料的总质量M₀，单位为g；

第五步：破碎试验；