CN107500658A - 一种密实砼的配比方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种密实砼的配比方法,包括以下步骤:(1)初定净浆体并测定密度;(2)确定粗骨料及用量;(3)确定细骨料及用量;(4)确定净浆体用量及初步基准配合比;(5)试配并以工作性检验基准配合比;(6)确定生产配合比并试拌检测。本申请技术方案通过粗骨料,细骨料,净浆体的体积进行配比,充分依据原材料的波动,生产与施工环节影响,就地取材,以实际原材料检测数据为依据,避免使用经验数据脱离实际,能够使密实砼向轻质多功能发展,环保节能,降低工程成本与较好的抗震性能,同时能够达到质量可控,降低成本,节约资源的效果。

Description

一种密实砼的配比方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域,具体涉及一种密实砼的配比方法。
背景技术
密实砼是一种砼结构内部尽量不留空隙或空气的砼,主要包括普通砼,高强砼,高性能砼,抗渗砼等。目前密实砼基本都按现行《普通砼配合比设计规程》(JGJ55-2011)进行砼配合比设计,其设计原理为:砼产品强度主基于水胶(灰)比决定砼的强度理论为主导,按统计数据假定砼单方配制容重,确定各原料初步用量按体积误差调整;原材料用量的初步确定:按规范参数选取单方砼用水量,胶凝材料用量,以坍落度选取砂率,以水胶比增减试配检测来确定密实砼的基准配合比。
现有砼配合比的主要步骤为:(1)根据砼的设计强度与经验统计的标准差确定砼的配制强度;(2)确定水胶(灰)比;(3)查表确定用水量;(4)根据水胶(灰)比计算胶凝材料用量;(5)查表确定砂率;(6)假定容重计算出砂与石用量;(7)计算初步配合比;(8)进行配合比容重修正调整;(9)通过试配比较后确定实验室配合比;(10)换算成生产配合比。
上述密实砼配合比方法的主要存在以下问题:
1、目前市场化要求越来越高,市场竞争越来越激烈,质量与成本控制越来越重要,而现行密实砼配合比方法还停留在理想化原材料基础上,设定容重制约砼向轻质方向发展,以经验统计数为主确定密实砼配合比,导致使用中砼配合比与原材料出入大,加上生产与施工等环节影响因素多,造成砼质量,技术与成本控制受“人,机,料”影响巨大。
2、因现行密实砼配合比方法简单与理想化,靠技术人员多试验和多实践去总结和提升,投入大量精力与人力,因各地区原材料和具体生产施工环节各地情况不同,技术人员水平不同,就从实践中产生了很多配合比的经验方法,都有一定创新方面和道理,但基本都有局限性而缺乏推广性。
3、目前骨料(砂石)的资源越来越困乏,因生产工艺简单,生产技术要求低,所以骨料的质量波动非常大,现提倡环保节能,珍惜砂石资源,如何就地取材,如何充分利用地方砂石原材与各种废料去配制砼,让砼质量可控,又降低成本,是砼生产行业最大的难题,也是事关国家与行业发展的大事。
4、现行配比方法的经验参数范围太大也过多,脱离原材料实情与生产环节,导致后期调整大,质量波动大,砼的综合成本太高或差异大且难控制,如何科学合理的进行砼配比是迫在眉睫要解决的技术难题。
发明内容
有鉴于此,本申请提供一种密实砼的配比方法,以粗骨料,细骨料,净浆体(含空气)的体积进行配比,充分依据原材料的波动,生产与施工环节影响,就地取材,以实际原材料检测数据为依据,避免使用经验数据脱离实际,能够使密实砼向轻质多功能发展,环保节能,降低工程成本与较好的抗震性能,同时能够达到质量可控,降低成本,节约资源的效果。
为解决以上技术问题,本发明提供的技术方案是一种密实砼的配比方法,所述配比方法包括以下步骤:
(1)初定净浆体并测定密度:所述净浆体的原料包括水泥、水、掺合料、外加剂,测定所述净浆体所用原料的指标,通过所需配比的密实砼的强度等级,计算所需配比的密实砼的配制强度、水胶比,按净浆体所需最小用量计算各原料的初定用量,再配制净浆体,并测定净浆体的密度;
(2)确定粗骨料及用量:取至少一种粒级的粗骨料,烘干至恒重,配比混合后,检测粗骨料的筛分试验数据、表观密度、堆积密度、堆积空隙率以及吸水率,并以筛分试验数据为依据计算粗骨料总体平均粒径,通过粗骨料总体平均粒径进行体积等效转化,得到粗骨料正方体体积,根据粗骨料总体平均粒径和粗骨料正方体体积,按照等压力法和规范法的最大值确定粗骨料净距,通过上述各参数依次计算粗骨料的理论空隙率、粗骨料单方用量的体积、粗骨料的单方用量,并确定砂浆体的单方体积;
(3)确定细骨料及用量:取至少一种粒级的细骨料,烘干至恒重,配比混合后,检测细骨料的筛分试验数据、表观密度、堆积密度、堆积空隙率以及吸水率,并以筛分试验数据为依据计算细骨料总体平均粒径,通过细骨料总体平均粒径进行体积等效转化,得到细骨料正方体体积,根据细骨料总体平均粒径和细骨料正方体体积,按照等压力法和规范法的最大值确定细骨料净距,通过上述各参数依次计算细骨料的理论空隙率、细骨料单方用量的体积、细骨料的单方用量,并确定细骨料的砂率;
(4)确定净浆体用量及初步基准配合比:通过粗骨料的单方用量和细骨料的单方用量得到净浆体的体积,通过净浆体的密度和净浆体的单方体积得到净浆体的用量,通过净浆体的用量、粗骨料的单方用量、细骨料的单方用量得到浆骨比,并确定净浆体中各原料的用量以及初步基准配合比;
(5)试配并以工作性检验基准配合比:通过浆骨比增减0.5~2%控制增减粗骨料和细骨料的净距,试配并检验工作性,以满足工作性且净距最小来确定粗骨料和细骨料的用量;所述工作性包括粘聚性、保水性、流动性;
(6)确定生产配合比并试拌检测:取净浆体、粗骨料、细骨料按生产进行试拌,检测指标,通过检测指标将基准配合比换算成生产配合比,将各原料通过生产配合比混配即得所述密实砼。
优选的,步骤(1)所述测定净浆体所用原料的指标具体为:按规范确定或统计所需配比的密实砼的强度等级的标准差,测定胶凝材料28天胶砂抗压强度或按规范确定水泥的28天胶砂抗压强度,水泥强度等级值,按规范确定或试验统计水泥富余系数,试验确定外加剂减水率与外加剂的掺量,检测外加剂的固含量,试验确定内掺或外掺的掺合料的掺量,检测掺合料的含水率、强度活性指标及需水量比。
更为优选的,步骤(1)内掺或外掺的掺合料的掺量的确定方法为:按照建筑砂浆基本性能试验方法标准,用7天或28天净浆体的立方体抗压强度的最大值来确定掺合料的内掺或外掺的掺量。
更为优选的,步骤(1)外加剂的掺量的确定方法为:以强度等级确定的水胶比以及掺合料的掺量,按照建筑砂浆基本性能试验方法标准,用7天或28天净浆体的立方体抗压强度和工作性的最大值来确定外加剂的掺量。
优选的,步骤(1)所述净浆体所需最小用量按照不少于净浆体一次装满检测容器总重量的1.5倍确定。
优选的,步骤(1)所述各原料的初定用量的计算方法为:
设定净浆体所需最小用量为Q,单位为Kg;水胶比为Sj;外加剂掺量为Wc,单位为%;外加剂的固含量Wg,单位为%;掺合料的掺量为Fc,单位为%;
各原料的初定用量的计算如以下公式:
总用水量Wz=Q/(1+1/Sj+Wc*Wg/Sj/10000);
胶凝总用量Jz=Wz/Sj;
外加剂用量Wy=Jz*Wc/100,外加剂含水量Wh=Wy*(100-Wg)/100;
掺合料用量Fy=Jz*Fc/100;
水泥用量Sy=Jz-Fy,用水量W=Wz-Wh。
优选的,步骤(2)所述粗骨料配比混合具体为:将烘干至恒重的至少一种粗骨料,按照普通砼用砂石质量及检验方法标准,以最大紧密密度确定配比。
优选的,步骤(2)所述粗骨料包括单粒级类和连续粒级类两种,每种包括多个粒级。
优选的,步骤(2)所述粗骨料的筛分试验数据、表观密度、堆积密度、堆积空隙率以及吸水率按照普通砼用砂石质量及检验方法标准进行检测。
优选的,步骤(2)所述粗骨料总体平均粒径的计算包括以下步骤:
a、以筛分试验数据为依据,设定每格筛余的粗骨料均等效为以平均粒径为边长的正方体;
b、将筛分结果小于2.36mm的粗骨料换算成细骨料含量,用作后续配比调整;
c、计算粗骨料每格筛余平均粒径,计算公式为:每格筛余平均粒径=(本格筛网的正方形网孔的边长+上一格筛网的正方形网孔的边长)/2;
d、粗骨料总体平均粒径按照以下公式依次计算即得:
①每格筛余单个颗粒的平均体积=每格筛余平均粒径的立方;
②每格筛余单个颗粒的质量=每格筛余单个颗粒的平均体积*粗骨料的表观密度/1000000;
③每格筛余粗骨料的颗数=每格对应筛余值/每格筛余单个颗粒的质量;
④粗骨料总体平均粒径=每格筛余平均粒径*每格筛余粗骨料的颗数之和/每格筛余粗骨料的颗数累计之和。
优选的,步骤(2)所述粗骨料正方体体积为粗骨料总体平均粒径的立方。
优选的,步骤(2)中以等压力法计算粗骨料净距的公式为:粗骨料净距=粗骨料总体平均粒径*密实砼的配制强度/净浆体的抗压强度/3.8284。
优选的,步骤(2)中以规范法计算粗骨料净距的方法具体为:以设计坍落度查表选取或试拌确定合理砂率,试拌并初定最小浆骨比;设定单方粗骨料体积T1,单方细骨料体积T2,粗骨料表观密度B1,细骨料表观密度B2,净浆体密度Rj,空气体积Tk,最小浆骨比Jb,砂率S,粗骨料总体平均粒径为D1,粗骨料净距为E1;
T1=(Rj-Rj*Tk)/[(B1*Jb+Rj)+(Rj+B2*Jb)*B1*S/(B2-B2*S)];
E1=[D13*(1-Tk)/T1]1/3-D1;
其中,在使用外加剂的情况下,保持净浆体体积为1-T1-T2-Tk。
优选的,步骤(2)所述依次计算粗骨料的理论空隙率、粗骨料单方用量的体积、粗骨料的单方用量,并确定砂浆体的单方体积具体包括:
①粗骨料的理论空隙率=[(粗骨料净距+粗骨料总体平均粒径)3-粗骨料正方体体积]*100%/(粗骨料净距+粗骨料总体平均粒径)3
②粗骨料单方用量的体积=(1-粗骨料的理论空隙率)*(1-空气体积);
③粗骨料的单方用量=粗骨料单方用量的体积*粗骨料的表观密度;
④砂浆体的单方体积=1-粗骨料单方用量的体积-空气体积。
优选的,步骤(3)所述细骨料配比混合具体为:将烘干至恒重的至少一种细骨料,按照普通砼用砂石质量及检验方法标准,以最大紧密密度确定配比。
优选的,步骤(3)所述细骨料包括多个细度模数。
优选的,步骤(3)所述细骨料的筛分试验数据、表观密度、堆积密度、堆积空隙率以及吸水率按照普通砼用砂石质量及检验方法标准进行检测。
优选的,步骤(3)所述细骨料总体平均粒径的计算包括以下步骤:
a、以筛分试验数据为依据,设定每格筛余的细骨料均等效为以平均粒径为边长的正方体;
b、将筛分结果小于160um的细骨料换算成掺合料含量,用作后续配比调整;
c、计算细骨料每格筛余平均粒径,计算公式为:每格筛余平均粒径=(本格筛网的正方形网孔的边长+上一格筛网的正方形网孔的边长)/2;
d、细骨料总体平均粒径按照以下公式依次计算即得:
①每格筛余单个颗粒的平均体积=每格筛余平均粒径的立方;
②每格筛余单个颗粒的质量=每格筛余单个颗粒的平均体积*细骨料的表观密度/1000000;
③每格筛余细骨料的颗数=每格对应筛余值/每格筛余单个颗粒的质量;
④细骨料总体平均粒径=每格筛余平均粒径*每格筛余粗骨料的颗数之和/每格筛余粗骨料的颗数累计之和。
优选的,步骤(3)所述细骨料正方体体积为细骨料总体平均粒径的立方。
优选的,步骤(3)中以等压力法计算细骨料净距的公式为:细骨料净距=细骨料总体平均粒径*密实砼的配制强度/净浆体的抗压强度/3.8284。
优选的,步骤(3)中以规范法计算细骨料净距的方法具体为:以设计坍落度查表选取或试拌确定合理砂率,试拌并初定最小浆骨比;设定单方粗骨料体积T1,单方细骨料体积T2,粗骨料表观密度B1,细骨料表观密度B2,净浆体密度Rj,空气体积Tk,最小浆骨比Jb,砂率S,细骨料总体平均粒径为D2,细骨料净距为E2;
T2=(Rj-Rj*Tk)/[(B1*Jb+Rj)*(B2-B2*S)/(B2*S)+Rj+B2*Jb];
E2=[D23*(1-Tk-T1)/T2]1/3-D2;
其中,在使用外加剂的情况下,保持净浆体体积为1-T1-T2-Tk。
优选的,步骤(3)所述依次计算细骨料的理论空隙率、细骨料单方用量的体积、细骨料的单方用量,并确定细骨料的砂率具体包括:
①细骨料的理论空隙率=[(细骨料净距+细骨料总体平均粒径)3-细骨料正方体体积]*100%/(细骨料净距+细骨料总体平均粒径)3
②细骨料单方用量的体积=(1-粗骨料单方用量的体积-空气体积)*(1-细骨料的理论空隙率);
③细骨料的单方用量=细骨料单方用量的体积*细骨料的表观密度;
④细骨料的砂率=细骨料的单方用量*100/(细骨料的单方用量+粗骨料的单方用量)。
优选的,步骤(4)所述净浆体的体积、净浆体的用量、浆骨比通过以下各式计算:
净浆体的体积=1-粗骨料的单方用量-细骨料的单方用量-空气体积;
净浆体的用量=净浆体的密度*净浆体的体积;
浆骨比=净浆体的用量/(粗骨料的单方用量+细骨料的单方用量);
同步骤(1)的计算方式,设定净浆体用量为Q,单位为Kg;水胶比为Sj;外加剂掺量为Wc,单位为%;外加剂的固含量Wg,单位为%;掺合料的掺量为Fc,单位为%;
净浆体中各原料的用量计算如以下公式:
总用水量Wz=Q/(1+1/Sj+Wc*Wg/Sj/10000)
胶凝总用量Jz=Wz/Sj。
外加剂用量Wy=Jz*Wc/100,外加剂含水量Wh=Wy*(100-Wg)/100
掺合料用量Fy=Jz*Fc/100
水泥用量Sy=Jz-Fy,用水量W=Wz-Wh;
设定粗骨料用量为Cy,粗骨料的吸水率为c%,细骨料用量为Xy,细骨料的吸水率为x%,则:
总吸水量Wx=Cy*c%+Xy*x%;
实际用水量Ws=W+Wx。
优选的,步骤(5)通过浆骨比增减0.5~2%控制增减粗骨料和细骨料的净距具体为:先粗骨料后细骨料,按粗骨料和细骨料的净距调减两级,分别确定配合比,待配制。
优选的,步骤(5)中当试配不满足工作性时,增加两级粗骨料和细骨料的净距,分别确定配合比,待配制。
优选的,步骤(6)所述检测的指标包括:粗骨料的实际含水率、细骨料的实际含水率、粗骨料中细骨料含量、细骨料中粗骨料的含量和粉料的含量、粗骨料的表观密度、细骨料的表观密度。
优选的,将基准配合比换算成生产配合比的方法为:确保按基准配合比所有原料用量不变为准,按含水量增加该原料使用量,在用水量中减该原料含水量,粗骨料中的细骨料含量增够粗骨料的用量后,该细骨料含量从细骨料中扣除,细骨料中含粉量增够细骨料用量后,多出的含粉量从掺合料中扣除。
优选的,生产配合比的试拌方法:按基准配合比的水胶比增减0.05,增减水胶比后,以单方砼体积不变,浆体的体积因水胶比增减而变化,变化的体积通过细骨料的体积变化弥补,粗骨料的体积不变,按上述方法进行计算即可,分别计算出生产配合比用量,进行生产配合比优化。
在本申请方案中,未详尽记述的指标的计算方法或确定方法为依据本领域生产规范或标准得到;本申请技术方案中所述的原料均来源于市售。
基于以上阐述,与现有技术相比,本申请技术方案的有益效果在于:
(1)本申请技术方案密实砼的配比方法以粗骨料,细骨料,浆体(含空气)的体积进行配比,不再采用传统的以单方砼容重为配合比设计的控制指标的方式,能够使密实砼向轻质多功能发展,环保节能,降低工程成本与较好的抗震性能;
(2)在保证工作性前提下,能够通过增加粗细骨料让空间网架交织良好,尽量缩短网点骨料间净距,提高密实砼的整体强度,减小传力变形与体积干缩;
(3)通过密实砼的配制强度,确定水胶比以及掺合料的掺量,发挥外加剂的减水性,能够改善密实砼的工作性,同时增强密实砼的强度,此外能够方便合理控制总净浆用量,降低成本;
(4)能够充分依据原材料的波动,生产与施工环节影响,就地取材,以实际原材料检测数据为依据,避免使用经验数据脱离实际,同时能够达到质量可控,降低成本,节约资源的效果。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本申请技术方案提供了一种密实砼的配比方法,包括以下步骤:
(1)初定净浆体并测定密度:所述净浆体的原料包括水泥、水、掺合料、外加剂,测定所述净浆体所用原料的指标,通过所需配比的密实砼的强度等级,计算所需配比的密实砼的配制强度、水胶比,按净浆体所需最小用量计算各原料的初定用量,再配制净浆体,并测定净浆体的密度。
其中,所述测定净浆体所用原料的指标具体为:按规范确定或统计所需配比的密实砼的强度等级的标准差,测定胶凝材料28天胶砂抗压强度或按规范确定水泥的28天胶砂抗压强度,水泥强度等级值,按规范确定或试验统计水泥富余系数,试验确定外加剂减水率与外加剂的掺量,检测外加剂的固含量,试验确定内掺或外掺的掺合料的掺量,检测掺合料的含水率、强度活性指标及需水量比。
所述内掺或外掺的掺合料的掺量的确定方法为:按照建筑砂浆基本性能试验方法标准,用7天或28天净浆体的立方体抗压强度的最大值来确定掺合料的内掺或外掺的掺量。
所述外加剂的掺量的确定方法为:以强度等级确定的水胶比以及掺合料的掺量,按照建筑砂浆基本性能试验方法标准,用7天或28天净浆体的立方体抗压强度和工作性的最大值来确定外加剂的掺量。
所述净浆体所需最小用量按照不少于净浆体一次装满检测容器总重量的1.5倍确定。
所述各原料的初定用量的计算方法为:
设定净浆体所需最小用量为Q,单位为Kg;水胶比为Sj;外加剂掺量为Wc,单位为%;外加剂的固含量Wg,单位为%;掺合料的掺量为Fc,单位为%;
各原料的初定用量的计算如以下公式:
总用水量Wz=Q/(1+1/Sj+Wc*Wg/Sj/10000);
胶凝总用量Jz=Wz/Sj;
外加剂用量Wy=Jz*Wc/100,外加剂含水量Wh=Wy*(100-Wg)/100;
掺合料用量Fy=Jz*Fc/100;
水泥用量Sy=Jz-Fy,用水量W=Wz-Wh。
(2)确定粗骨料及用量:取至少一种粒级的粗骨料,烘干至恒重,配比混合后,检测粗骨料的筛分试验数据、表观密度、堆积密度、堆积空隙率以及吸水率,并以筛分试验数据为依据计算粗骨料总体平均粒径,通过粗骨料总体平均粒径进行体积等效转化,得到粗骨料正方体体积,根据粗骨料总体平均粒径和粗骨料正方体体积,按照等压力法和规范法的最大值确定粗骨料净距,通过上述各参数依次计算粗骨料的理论空隙率、粗骨料单方用量的体积、粗骨料的单方用量,并确定砂浆体的单方体积。
其中,所述粗骨料配比混合具体为:将烘干至恒重的至少一种粗骨料,按照普通砼用砂石质量及检验方法标准,以最大紧密密度确定配比。
所述粗骨料包括单粒级类和连续粒级类两种,每种包括多个粒级。
所述粗骨料的筛分试验数据、表观密度、堆积密度、堆积空隙率以及吸水率按照普通砼用砂石质量及检验方法标准进行检测。
所述粗骨料总体平均粒径的计算包括以下步骤:
a、以筛分试验数据为依据,设定每格筛余的粗骨料均等效为以平均粒径为边长的正方体;
b、将筛分结果小于2.36mm的粗骨料换算成细骨料含量,用作后续配比调整;
c、计算粗骨料每格筛余平均粒径,计算公式为:每格筛余平均粒径=(本格筛网的正方形网孔的边长+上一格筛网的正方形网孔的边长)/2;
d、粗骨料总体平均粒径按照以下公式依次计算即得:
①每格筛余单个颗粒的平均体积=每格筛余平均粒径的立方;
②每格筛余单个颗粒的质量=每格筛余单个颗粒的平均体积*粗骨料的表观密度/1000000;
③每格筛余粗骨料的颗数=每格对应筛余值/每格筛余单个颗粒的质量;
④粗骨料总体平均粒径=每格筛余平均粒径*每格筛余粗骨料的颗数之和/每格筛余粗骨料的颗数累计之和。
所述粗骨料正方体体积为粗骨料总体平均粒径的立方。
以等压力法计算粗骨料净距的公式为:粗骨料净距=粗骨料总体平均粒径*密实砼的配制强度/净浆体的抗压强度/3.8284。
以规范法计算粗骨料净距的方法具体为:以设计坍落度查表选取或试拌确定合理砂率,试拌并初定最小浆骨比;设定单方粗骨料体积T1,单方细骨料体积T2,粗骨料表观密度B1,细骨料表观密度B2,净浆体密度Rj,空气体积Tk,最小浆骨比Jb,砂率S,粗骨料总体平均粒径为D1,粗骨料净距为E1;
T1=(Rj-Rj*Tk)/[(B1*Jb+Rj)+(Rj+B2*Jb)*B1*S/(B2-B2*S)];
E1=[D13*(1-Tk)/T1]1/3-D1;
其中,在使用外加剂的情况下,保持净浆体体积为1-T1-T2-Tk。
所述依次计算粗骨料的理论空隙率、粗骨料单方用量的体积、粗骨料的单方用量,并确定砂浆体的单方体积具体包括:
①粗骨料的理论空隙率=[(粗骨料净距+粗骨料总体平均粒径)3-粗骨料正方体体积]*100%/(粗骨料净距+粗骨料总体平均粒径)3
②粗骨料单方用量的体积=(1-粗骨料的理论空隙率)*(1-空气体积);
③粗骨料的单方用量=粗骨料单方用量的体积*粗骨料的表观密度;
④砂浆体的单方体积=1-粗骨料单方用量的体积-空气体积。
(3)确定细骨料及用量:取至少一种粒级的细骨料,烘干至恒重,配比混合后,检测细骨料的筛分试验数据、表观密度、堆积密度、堆积空隙率以及吸水率,并以筛分试验数据为依据计算细骨料总体平均粒径,通过细骨料总体平均粒径进行体积等效转化,得到细骨料正方体体积,根据细骨料总体平均粒径和细骨料正方体体积,按照等压力法和规范法的最大值确定细骨料净距,通过上述各参数依次计算细骨料的理论空隙率、细骨料单方用量的体积、细骨料的单方用量,并确定细骨料的砂率。
其中:所述细骨料配比混合具体为:将烘干至恒重的至少一种细骨料,按照普通砼用砂石质量及检验方法标准,以最大紧密密度确定配比。
所述细骨料包括多个细度模数。
所述细骨料的筛分试验数据、表观密度、堆积密度、堆积空隙率以及吸水率按照普通砼用砂石质量及检验方法标准进行检测。
所述细骨料总体平均粒径的计算包括以下步骤:
a、以筛分试验数据为依据,设定每格筛余的细骨料均等效为以平均粒径为边长的正方体;
b、将筛分结果小于160um的细骨料换算成掺合料含量,用作后续配比调整;
c、计算细骨料每格筛余平均粒径,计算公式为:每格筛余平均粒径=(本格筛网的正方形网孔的边长+上一格筛网的正方形网孔的边长)/2;
d、细骨料总体平均粒径按照以下公式依次计算即得:
①每格筛余单个颗粒的平均体积=每格筛余平均粒径的立方;
②每格筛余单个颗粒的质量=每格筛余单个颗粒的平均体积*细骨料的表观密度/1000000;
③每格筛余细骨料的颗数=每格对应筛余值/每格筛余单个颗粒的质量;
④细骨料总体平均粒径=每格筛余平均粒径*每格筛余粗骨料的颗数之和/每格筛余粗骨料的颗数累计之和。
所述细骨料正方体体积为细骨料总体平均粒径的立方。
以等压力法计算细骨料净距的公式为:细骨料净距=细骨料总体平均粒径*密实砼的配制强度/净浆体的抗压强度/3.8284。
以规范法计算细骨料净距的方法具体为:以设计坍落度查表选取或试拌确定合理砂率,试拌并初定最小浆骨比;设定单方粗骨料体积T1,单方细骨料体积T2,粗骨料表观密度B1,细骨料表观密度B2,净浆体密度Rj,空气体积Tk,最小浆骨比Jb,砂率S,细骨料总体平均粒径为D2,细骨料净距为E2;
T2=(Rj-Rj*Tk)/[(B1*Jb+Rj)*(B2-B2*S)/(B2*S)+Rj+B2*Jb];
E2=[D23*(1-Tk-T1)/T2]1/3-D2;
其中,在使用外加剂的情况下,保持净浆体体积为1-T1-T2-Tk。
所述依次计算细骨料的理论空隙率、细骨料单方用量的体积、细骨料的单方用量,并确定细骨料的砂率具体包括:
①细骨料的理论空隙率=[(细骨料净距+细骨料总体平均粒径)3-细骨料正方体体积]*100%/(细骨料净距+细骨料总体平均粒径)3
②细骨料单方用量的体积=(1-粗骨料单方用量的体积-空气体积)*(1-细骨料的理论空隙率),或直接采用单方细骨料体积T2;
③细骨料的单方用量=细骨料单方用量的体积*细骨料的表观密度;
④细骨料的砂率=细骨料的单方用量*100/(细骨料的单方用量+粗骨料的单方用量)。
(4)确定净浆体用量及初步基准配合比:通过粗骨料的单方用量和细骨料的单方用量得到净浆体的体积,通过净浆体的密度和净浆体的单方体积得到净浆体的用量,通过净浆体的用量、粗骨料的单方用量、细骨料的单方用量得到浆骨比,并确定净浆体中各原料的用量以及初步基准配合比。
其中,所述净浆体的体积、净浆体的用量、浆骨比通过以下各式计算:
净浆体的体积=1-粗骨料的单方用量-细骨料的单方用量-空气体积;
净浆体的用量=净浆体的密度*净浆体的体积;
浆骨比=净浆体的用量/(粗骨料的单方用量+细骨料的单方用量);
同步骤(1)的计算方式,设定净浆体用量为Q,单位为Kg;水胶比为Sj;外加剂掺量为Wc,单位为%;外加剂的固含量Wg,单位为%;掺合料的掺量为Fc,单位为%;
净浆体中各原料的用量计算如以下公式:
总用水量Wz=Q/(1+1/Sj+Wc*Wg/Sj/10000)
胶凝总用量Jz=Wz/Sj。
外加剂用量Wy=Jz*Wc/100,外加剂含水量Wh=Wy*(100-Wg)/100
掺合料用量Fy=Jz*Fc/100
水泥用量Sy=Jz-Fy,用水量W=Wz-Wh;
设定粗骨料用量为Cy,粗骨料的吸水率为c%,细骨料用量为Xy,细骨料的吸水率为x%,则:
总吸水量Wx=Cy*c%+Xy*x%;
实际用水量Ws=W+Wx。
(5)试配并以工作性检验基准配合比:通过浆骨比增减0.5~2%控制增减粗骨料和细骨料的净距,试配并检验工作性,以满足工作性且净距最小来确定粗骨料和细骨料的用量;所述工作性包括粘聚性、保水性、流动性等。
其中,通过浆骨比增减0.5~2%控制增减粗骨料和细骨料的净距具体为:先粗骨料后细骨料,按粗骨料和细骨料的净距调减两级,分别确定配合比,待配制。
当试配不满足工作性时,增加两级粗骨料和细骨料的净距,分别确定配合比,待配制。
(6)确定生产配合比并试拌检测:取净浆体、粗骨料、细骨料按生产进行试拌,检测指标,通过检测指标将基准配合比换算成生产配合比,将各原料通过生产配合比混配即得所述密实砼。
其中,所述检测的指标包括:粗骨料的实际含水率、细骨料的实际含水率、粗骨料中细骨料含量、细骨料中粗骨料的含量和粉料的含量、粗骨料的表观密度、细骨料的表观密度。
将基准配合比换算成生产配合比的方法为:确保按基准配合比所有原料用量不变为准,按含水量增加该原料使用量,在用水量中减该原料含水量,粗骨料中的细骨料含量增够粗骨料的用量后,该细骨料含量从细骨料中扣除,细骨料中含粉量增够细骨料用量后,多出的含粉量从掺合料中扣除。
生产配合比试拌方法:按基准配合比的水胶比增减0.05,增减水胶比后,以单方砼体积不变,浆体的体积因水胶比增减而变化,变化的体积通过细骨料的体积变化弥补,粗骨料的体积不变,按上述方法进行计算即可,分别计算出生产配合比用量,进行生产配合比优化。
为验证本申请技术方案的技术效果,下面通过具体实施例的阐述设置对本申请技术方案作详细说明。
实施例
以C30的密实砼为例:要求入泵坍落度150±30mm,机械振捣,初凝时间4小时,终凝时间6小时,掺合料为粉煤灰。其配比方法包括以下步骤:
(1)初定净浆体并测定密度:
1、选择净浆体的原料为:水泥,水,粉煤灰,外加剂,其中水泥选择红狮,强度等级为42.5普通硅酸盐水泥,水选用饮用水,粉煤灰选用Ⅰ级粉煤灰,外加剂选用聚羧酸类减水剂。
2、测定原料指标,已选砼强度等级为C30,C30等级标准差统计取4.0,水泥强度等级42.5Mpa,富裕系数统计取1.12,Ⅰ级粉煤灰掺量试验确定24%,外加剂掺量2.05%,固含量28%,强度活性指标72%,需水量比90%,按规范确定28天胶砂强度为35.7Mpa。
3、按规范计算出C30砼配制强度为36.6Mpa,水胶比为0.469,试验净浆体所需最小用量为13kg,各原料的初定用量以及净浆体密度见表1。
表1各原料的初定用量以及净浆体密度
(2)确定粗骨料及用量
1、选5~20连续粒级的粗骨料和15~32单粒级的粗骨料混合使用,分别按4:6,5:5,6:4进行混合,测定它们紧密密度分别为1605,1587,1615kg/m3,故以5~20连续粒级的粗骨料60%和15~32单粒级的粗骨料40%混合作为粗骨料。
2、检测粗骨料指标,见表2、表3。
表2粗骨料筛分数据
样品重量 公称粒径(mm) 37.50 31.50 26.5 19.0 16.0 9.5 4.75 2.36 底盘
3716 筛余的质量(g) 0 55.0 168.0 890.0 1270.0 1325.0 0.0 0.0 8
(g) 分计筛余(%) 0.0 1.5 4.5 24.0 34.2 35.7 0.0 0.0 0.2
表3粗骨料密度检测数据
3、检测出粗骨料含细骨料0.2%;
4、计算粗骨料总体平均粒径,总颗数为361,粗骨料总体平均粒径为15.7mm,见表4。
表4粗骨料总体平均粒径结果
平均粒径 平粒粒径(mm) 45.3 34.5 29.0 22.8 17.5 12.8 7.1 3.6 总颗数
15.7 单颗的质量(g) 246.2 109.1 64.8 31.3 14.2 5.5 1.0 0.1 361
(mm) 每格的颗数(颗) 0.0 0.5 2.6 28.4 89.2 240.5 0.0 0.0 (颗)
5、粗骨料正方体体积=15.7*15.7*15.7=3869.9(mm3)。
6、确定粗骨料净距:
A、等压力法:粗骨料净距=15.7*1.025/3.8284=4.20(mm)。
B、规范法:C30砼的入泵坍落度为150mm,经时坍落度损失30mm,设计坍落度为180mm,初步砂率为40%,掺外加剂增加泵送性,最小浆骨比控制在30%,见表5,得出粗骨料净距为5.432mm。
表5骨料用量结果
粗骨料净距以等压力法和规范法的最大值确定,故粗骨料净距取5.432mm。
7、计算粗骨料单方用量:
粗骨料的理论空隙率=[(粗骨料净距+粗骨料总体平均粒径)3-粗骨料正方体体积]*100%/(粗骨料净距+粗骨料总体平均粒径)3=(21.1323-15.73)*100%/21.1323=58.99%,58.99%>实测堆积孔隙率为45%,合理。
粗骨料的体积=(1-0.59)*(1-0.01)=0.406
粗骨料的表观密度为2658kg/m3,粗骨料的单方用量=0.406*2658=1079kg。
砂浆体的单方体积=1-粗骨料单方的体积-空气体积=1-0.406-0.01=0.584。
(3)确定细骨料及用量
1、选细度模数3.6和2.1两种细骨料混合使用,分别按4:6,5:5,6:4比例进行混合,测它们紧密密度分别为1680,1668,1657kg/m3,故以细度模数为3.6细骨料40%和细度模数为2.1的细骨料60%混合作为使用的细骨料。
2、检测细骨料指标,见表6、表7、表8。
表6细骨料筛分数据
表7细骨料级配检测结果
表8细骨料密度检测数据
测出细骨料吸水率1.4%,表观密度2334kg/m3,堆积密度1589kg/m3,堆积孔隙率31%。
3、检测出细骨料含粉量0.6%;
4、计算细骨料总体平均粒径,细骨料总体平均粒径为0.404mm。
5、细骨料正方体体积=0.404*0.404*0.404=0.066(mm3)。
6、确定细骨料净距:
(1)等压力法:
同粗骨料,配置强度为36.6Mpa,测定水泥富裕系数综合取1.12,水泥强度等级42.5,故水泥28天胶砂抗压强度=1.12*42.5=47.6Mpa。
细骨料净距=0.404*0.769/3.8284=0.081(mm)
(2)规范法:得出细骨料净距为0.095mm。
细骨料净距以等压力法和规范法的最大值确定,故细骨料净距取0.095mm。
见上述表5。
7、计算细骨料单方用量:
细骨料的理论空隙率=[(细骨料净距+细骨料总体平均粒径)3-细骨料正方体体积]*100%/(细骨料净距+细骨料总体平均粒径)3=(0.4993-0.4043)*100%/0.4993=46.93%,46.93%>堆积空隙率31%。
细骨料单方用量的体积=(1-0.01-0.406)*(1-0.469)=0.30,细骨料的单方用量=细骨料单方用量的体积*细骨料的表观密度=0.309*2334=721。
细骨料的砂率=细骨料的单方用量*100/(细骨料的单方用量+粗骨料的单方用量)=721*100%/(721+1079)=40%,满足设定的砂率40%且合理。
(4)确定净浆体用量及初步基准配合比:
1、净浆体的体积=1-粗骨料的单方用量-细骨料的单方用量-空气体积=1-0.01-0.309-0.406=0.275。
2、净浆体的用量=净浆体的密度*净浆体的体积=0.275*1964=540(kg);
3、浆骨比=净浆体的用量/(粗骨料的单方用量+细骨料的单方用量)=540*100%/(721+1079)=30%,满足要求。
4、计算各原料用量并确定初步基准配合比,见表9。
表9基准配合比结果
(5)试配并以工作性检验基准配合比:
1、增减粗骨料净距使浆骨比下降0.5%并试配检测工作性,见表10。
表10增减粗骨料净距试配并检测工作性结果
结论:1个满足,1个基本满足,粗骨料净距按6.432不变,按基准比即可。
2、增减细骨料净距使浆骨比下降0.5%检验工作性,见表11。
表11增减细骨料净距试配并检验工作性结果
结论:一个满足,说明浆骨比已达最小,按基准比即可。
(6)确定生产配合比并试拌检测
1、取净浆体、粗骨料、细骨料按生产进行试拌,检测指标,见表12。
表12试拌并检测指标结果
2、通过检测指标将基准配合比换算成生产配合比,见表13。
表13生产配合比确定结果
3、将各原料通过生产配合比混配即得所述密实砼,检测指标见表14。
表14混配后得到密实砼的检测结果
试拌结论:按检测结果,C30砼以基准水胶比0.469强度最合理,故确定以基准配合比投入生产使用。通过以上配合比进行密实砼配制即可。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种密实砼的配比方法,其特征在于:所述配比方法包括以下步骤:
(1)初定净浆体并测定密度:所述净浆体的原料包括水泥、水、掺合料、外加剂,测定所述净浆体所用原料的指标,通过所需配比的密实砼的强度等级,计算所需配比的密实砼的配制强度、水胶比,按净浆体所需用量计算各原料的初定用量,再配制净浆体,并测定净浆体的密度;
(2)确定粗骨料及用量:取至少一种粒级的粗骨料,烘干至恒重,配比混合后,检测粗骨料的筛分试验数据、表观密度、堆积密度、堆积空隙率以及吸水率,并以筛分试验数据为依据计算粗骨料总体平均粒径,通过粗骨料总体平均粒径进行体积等效转化,得到粗骨料正方体体积,根据粗骨料总体平均粒径和粗骨料正方体体积,按照等压力法和规范法的最大值确定粗骨料净距,通过上述各参数依次计算粗骨料的理论空隙率、粗骨料单方用量的体积、粗骨料的单方用量,并确定砂浆体的单方体积;
(3)确定细骨料及用量:取至少一种粒级的细骨料,烘干至恒重,配比混合后,检测细骨料的筛分试验数据、表观密度、堆积密度、堆积空隙率以及吸水率,并以筛分试验数据为依据计算细骨料总体平均粒径,通过细骨料总体平均粒径进行体积等效转化,得到细骨料正方体体积,根据细骨料总体平均粒径和细骨料正方体体积,按照等压力法和规范法的最大值确定细骨料净距,通过上述各参数依次计算细骨料的理论空隙率、细骨料单方用量的体积、细骨料的单方用量,并确定细骨料的砂率;
(4)确定净浆体用量及初步基准配合比:通过粗骨料的单方用量和细骨料的单方用量得到净浆体的体积,通过净浆体的密度和净浆体的单方体积得到净浆体的用量,通过净浆体的用量、粗骨料的单方用量、细骨料的单方用量得到浆骨比,并确定净浆体中各原料的用量以及初步基准配合比;
(5)试配并以工作性检验基准配合比:通过浆骨比增减0.5~2%控制增减粗骨料和细骨料的净距,试配并检验工作性,以满足工作性且净距最小来确定粗骨料和细骨料的用量;所述工作性包括粘聚性、保水性、流动性;
(6)确定生产配合比并试拌检测:取净浆体、粗骨料、细骨料按生产进行试拌,检测指标,通过检测指标将基准配合比换算成生产配合比,将各原料通过生产配合比混配即得所述密实砼。
2.根据权利要求1所述的一种密实砼的配比方法,其特征在于:步骤(1)所述各原料的初定用量的计算方法为:
设定净浆体所需最小用量为Q,单位为Kg;水胶比为Sj;外加剂掺量为Wc,单位为%;外加剂的固含量Wg,单位为%;掺合料的掺量为Fc,单位为%;
各原料的初定用量的计算如以下公式:
总用水量Wz=Q/(1+1/Sj+Wc*Wg/Sj/10000);
胶凝总用量Jz=Wz/Sj;
外加剂用量Wy=Jz*Wc/100,外加剂含水量Wh=Wy*(100-Wg)/100;
掺合料用量Fy=Jz*Fc/100;
水泥用量Sy=Jz-Fy,用水量W=Wz-Wh。
3.根据权利要求1所述的一种密实砼的配比方法,其特征在于:步骤(2)所述粗骨料总体平均粒径的计算包括以下步骤:
a、以筛分试验数据为依据,设定每格筛余的粗骨料均等效为以平均粒径为边长的正方体;
b、将筛分结果小于2.36mm的粗骨料换算成细骨料含量,用作后续配比调整;
c、计算粗骨料每格筛余平均粒径,计算公式为:每格筛余平均粒径=(本格筛网的正方形网孔的边长+上一格筛网的正方形网孔的边长)/2;
d、粗骨料总体平均粒径按照以下公式依次计算即得:
①每格筛余单个颗粒的平均体积=每格筛余平均粒径的立方;
②每格筛余单个颗粒的质量=每格筛余单个颗粒的平均体积*粗骨料的表观密度/1000000;
③每格筛余粗骨料的颗数=每格对应筛余值/每格筛余单个颗粒的质量;
④粗骨料总体平均粒径=每格筛余平均粒径*每格筛余粗骨料的颗数之和/每格筛余粗骨料的颗数累计之和。
4.根据权利要求1所述的一种密实砼的配比方法,其特征在于:步骤(2)中:
以等压力法计算粗骨料净距的公式为:粗骨料净距=粗骨料总体平均粒径*密实砼的配制强度/净浆体的抗压强度/3.8284;
以规范法计算粗骨料净距的方法具体为:以设计坍落度查表选取或试拌确定合理砂率,试拌并初定最小浆骨比;设定单方粗骨料体积T1,单方细骨料体积T2,粗骨料表观密度B1,细骨料表观密度B2,净浆体密度Rj,空气体积Tk,最小浆骨比Jb,砂率S,粗骨料总体平均粒径为D1,粗骨料净距为E1;
T1=(Rj-Rj*Tk)/[(B1*Jb+Rj)+(Rj+B2*Jb)*B1*S/(B2-B2*S)];
E1=[D13*(1-Tk)/T1]1/3-D1;
其中,在使用外加剂的情况下,保持净浆体体积为1-T1-T2-Tk。
5.根据权利要求1所述的一种密实砼的配比方法,其特征在于:步骤(2)所述依次计算粗骨料的理论空隙率、粗骨料单方用量的体积、粗骨料的单方用量,并确定砂浆体的单方体积具体包括:
①粗骨料的理论空隙率=[(粗骨料净距+粗骨料总体平均粒径)3-粗骨料正方体体积]*100%/(粗骨料净距+粗骨料总体平均粒径)3
②粗骨料单方用量的体积=(1-粗骨料的理论空隙率)*(1-空气体积);
③粗骨料的单方用量=粗骨料单方用量的体积*粗骨料的表观密度;
④砂浆体的单方体积=1-粗骨料单方用量的体积-空气体积。
6.根据权利要求1所述的一种密实砼的配比方法,其特征在于:步骤(3)所述细骨料总体平均粒径的计算包括以下步骤:
a、以筛分试验数据为依据,设定每格筛余的细骨料均等效为以平均粒径为边长的正方体;
b、将筛分结果小于160um的细骨料换算成掺合料含量,用作后续配比调整;
c、计算细骨料每格筛余平均粒径,计算公式为:每格筛余平均粒径=(本格筛网的正方形网孔的边长+上一格筛网的正方形网孔的边长)/2;
d、细骨料总体平均粒径按照以下公式依次计算即得:
①每格筛余单个颗粒的平均体积=每格筛余平均粒径的立方;
②每格筛余单个颗粒的质量=每格筛余单个颗粒的平均体积*细骨料的表观密度/1000000;
③每格筛余细骨料的颗数=每格对应筛余值/每格筛余单个颗粒的质量;
④细骨料总体平均粒径=每格筛余平均粒径*每格筛余粗骨料的颗数之和/每格筛余粗骨料的颗数累计之和。
7.根据权利要求1所述的一种密实砼的配比方法,其特征在于:步骤(3)中:
以等压力法计算细骨料净距的公式为:细骨料净距=细骨料总体平均粒径*密实砼的配制强度/净浆体的抗压强度/3.8284。
以规范法计算细骨料净距的方法具体为:以设计坍落度查表选取或试拌确定合理砂率,试拌并初定最小浆骨比;设定单方粗骨料体积T1,单方细骨料体积T2,粗骨料表观密度B1,细骨料表观密度B2,净浆体密度Rj,空气体积Tk,最小浆骨比Jb,砂率S,细骨料总体平均粒径为D2,细骨料净距为E2;
T2=(Rj-Rj*Tk)/[(B1*Jb+Rj)*(B2-B2*S)/(B2*S)+Rj+B2*Jb];
E2=[D23*(1-Tk-T1)/T2]1/3-D2;
其中,在使用外加剂的情况下,保持净浆体体积为1-T1-T2-Tk。
8.根据权利要求1所述的一种密实砼的配比方法,其特征在于:步骤(3)所述依次计算细骨料的理论空隙率、细骨料单方用量的体积、细骨料的单方用量,并确定细骨料的砂率具体包括:
①细骨料的理论空隙率=[(细骨料净距+细骨料总体平均粒径)3-细骨料正方体体积]*100%/(细骨料净距+细骨料总体平均粒径)3
②细骨料单方用量的体积=(1-粗骨料单方用量的体积-空气体积)*(1-细骨料的理论空隙率),或直接采用单方细骨料体积T2;
③细骨料的单方用量=细骨料单方用量的体积*细骨料的表观密度;
④细骨料的砂率=细骨料的单方用量*100/(细骨料的单方用量+粗骨料的单方用量)。
9.根据权利要求1所述的一种密实砼的配比方法,其特征在于:步骤(4)所述净浆体的体积、净浆体的用量、浆骨比通过以下各式计算:
净浆体的体积=1-粗骨料的单方用量-细骨料的单方用量-空气体积;
净浆体的用量=净浆体的密度*净浆体的体积;
浆骨比=净浆体的用量/(粗骨料的单方用量+细骨料的单方用量)。
10.根据权利要求1所述的一种密实砼的配比方法,其特征在于:步骤(5)通过浆骨比增减0.5~2%控制增减粗骨料和细骨料的净距具体为:先粗骨料后细骨料,按粗骨料和细骨料的净距调减两级,分别确定配合比,待配制;当试配不满足工作性时,增加两级粗骨料和细骨料的净距,分别确定配合比,待配制。
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