[发明专利]单一粗集料确定分形维数的方法及确定集料级配的方法

摘要

本发明单一粗集料确定分形维数的方法及确定集料级配的方法，属于建筑材料领域；所要解决的技术问题是提供了一种用破碎试验确定单一粗集料分形维数的方法及用分形维数确定集料级配的方法；解决该技术问题采用的技术方案为：粗集料筛分、烘干、统计粒径后进行破碎试验，破碎试验后进行二次筛分和称重，然后通过绘制集料破碎后小于4.75mm颗粒累计质量与粒径的关系分布曲线，计算拟合后的直线斜率，通过斜率得出分形维数，通过得出的分形维数计算集料级配；本发明可广泛应用于建筑材料领域。

主权项

1.单一粗集料确定分形维数的方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，粗集料筛分制样；准备单一成分的粗集料，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粗集料作为粗集料样品；第二步，粗集料样品烘干；将所述粗集料样品烘干至恒重，再冷却到室温；第三步，统计粒径并装入试筒；提取第二步冷却后的粗集料样品，统计待放入试筒中每个颗粒最大、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作为最大等效粒径d_max，单位为mm；将粗集料样品装满试筒，并计量装入试筒中粗集料样品的总质量M₀，单位为g；第四步，破碎试验；将第三步中装好的试筒放到压力机上，同时将压头放入试筒内集料面上，注意使压头摆平，勿楔挤试筒侧壁，然后开动压力机，均匀地施加荷载，在5min～10min的时间内达到总荷载，所述总载荷不小于粗集料样品的极限抗压强度，稳压5s，然后卸荷，将试筒从压力机上取下，取出样品；第五步，二次筛分及称重；用4.75mm及以上标准方孔筛对压碎后的集料进行筛分，均需筛到在1min内无明显的筛出物为止，各级筛下集料质量记为m_i，单位为g，d_i为各级筛筛孔孔径的数值，精度准确至1mm；所述m_i具体指的是每级筛与比其小一级的方孔筛之间的集料的质量；第六步，单一集料分形维数确定；分形维数计算公式为D＝3‑k，D∈(2，3)，其中k的计算方法如下：绘制集料破碎颗粒累计质量与粒径的关系分布曲线，分别以log[(m(d_i))/M₀]的绝对值，log(d_i/d_max)的绝对值为纵、横坐标，其中m(d_i)为孔径为d_i，单位为mm的方孔筛下所有集料破碎颗粒的累计质量，单位为g，d_i为第一步中取样的相邻标准方孔筛中较大方孔筛至4.75mm方孔筛之间的所有标准筛筛孔孔径，单位为mm，d_i为各级筛筛孔孔径的数值，关系分布曲线近似为直线；用最小二乘法拟合集料破碎颗粒累计质量与粒径的关系分布曲线，计算拟合后直线斜率，记为k，根据k得出所述第一步中所取样品相应的分形维数D。