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南阳市隆泰建材有限公司

混凝土,干粉砂浆,南阳混凝土,南阳干粉砂浆,南阳砂浆

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数字量化混凝土配合比设计原理、方法及实例详解
发布时间:2019-09-25        浏览次数:5        返回列表
 
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1、技术背景

为了满足工程项目施工的需要,特别是极端环境下工作的混凝土,建筑行业对混凝土的品质指标和经济指标的要求不断提高,促使混凝土向着高强度、高流态和高耐久等高性能方向发展。研究开发科学合理的混凝土理论以及应用技术已经成为混凝土行业的一种客观需求,特别是将混凝土技术由实验验证型转变为数字计算型显得特别重要,大型体育场馆、跨海大桥、港口码头、高速铁路和高速公路等在极端环境下工作的具有国际影响力的项目,都是使用以耐久性作为主要设计指标的高性能混凝土,要实现这一目标就需要一种新的混凝土设计理论,即多组分混凝土强度理论数学模型  在设计时将耐久性指标与设计参数建立一一对应关系。另一方面,由于资源的枯竭使混凝土的生产用的原材料质量越来越差,导致混凝土质量越来越难以控制。正是在这种条件下,本文作者建立了多组分混凝土理论,确立了以建立水泥强度与混凝土强度对应关系确定水泥用量、以标准稠度用水量对应的水胶比作为混凝土中胶凝材料有效水胶比的方法,实现胶凝材料水化形成的浆体孔隙率最小,孔径最小,使硬化后的混凝土形成的孔径小于水分子直径,提高了混凝土的抗渗水能力,实现混凝土不透水,由于水分无法进入,提高了混凝土抗冻融循环的能力,由于混凝土浆体的密实度提高,几乎达到大理石的密实度,使混凝土的抗碳化能力和抗氯离子渗透能力得以提高,特别是混凝土内部水分无法进入使混凝土无法发生碱-骨料反应,这种方法通过设计实现了控制混凝土耐久性指标,以掺合料等活性替换和等填充替换合理使用矿物掺合料,在胶凝材料标准稠度用水量条件下调整混凝土外加剂、以水泥检验时标准砂的用水比例确定混凝土砂的用水比例,实现水泥强度与混凝土强度的对应,以石子表面润湿状态作为石子用水量设计的依据,通过现场测量确定石子的吸水率,准确方便;砂子用量以石子的空隙率和砂子的紧密堆积密度确定,天然砂或者机制砂的用水量以水泥检验使用的标准砂的吸水率作为确定用水量的依据,对于废矿砂、石粉和再生细骨料的用水量采用200KN压力下骨料的含水量作为吸水率来确定,石子的用量以石子的密度、空隙率和胶凝材料体积确定的观点来实现混凝土的数字量化,在混凝土中掺入3--5KG树脂渗透进入混凝土的孔隙中,实现混凝土中缺陷的修补以及毛细孔的封闭,最终实现设计过程中对极端条件下混凝土技术指标的科学合理量化控制。

2、混凝土体积组成石子填充模型的建立

混凝土在施工过程中是以塑性或流动性状态进行施工,当混凝土各种原材料经拌合后,以塑性或流动性状态存在,经过运输、浇注、振捣成型和养护后进入使用状态的混凝土以硬化形态出现,这时硬化混凝土由粗骨料和硬化砂浆、气孔、水组成。硬化砂浆、气孔和水所形成的连续均匀浆体完整地包裹在粗骨料周围。本人认为:混凝土由硬化砂浆和石子两部分组成,石子作为砂浆的填充料,当压碎指标小于8%时,由于它的强度大于混凝土的设计强度,只占体积不影响强度;硬化水泥浆体的强度、掺合料填充效应、密实浆体的体积量决定了混凝土的强度。因此我们可以采用以下方法去建立混凝土体积组成模型:找一个一立方米的立方体箱子,先配制好设计强度等级的水泥混合砂浆装入箱子,体积为V1 m3,然后在强力振捣下将粗骨料投入箱子里的砂浆中,使石子均匀地填入砂浆装满箱子,形成一立方米混凝土拌合物,此时混凝土拌合物的体积为1m3,其中1-V1便是粗骨料在单方混凝土中的体积。V1为水泥混合砂浆在单方混凝土拌合物中体积。胶凝材料和外加剂的确定,以使用水泥配制混凝土为计算基础,根据水泥强度、需水量和表观密度求出1MPA强度水泥的用量,以此计算出满足设计强度等级所需水泥的量,其次根据掺合料的活性系数和填充系数用等活性替换和等填充替换求得胶凝材料的合理分配比例,然后用胶凝材料求得标准用水量对应的水胶比,在这一水胶比条件下确定合理的外加剂用量以及胶凝材料所需的搅拌用水量,单方混凝土加入(3--5)KG不饱和聚酯树脂用于渗透进入胶凝材料浆体孔隙以及修补混凝土浆体自身的缺陷。

砂子用量的确定方法是首先测得石子的空隙率p,由于混凝土中的砂子完全填充于石子的空隙中,每立方混凝土中砂子的准确用量为砂子的紧密堆积密度乘以石子的空隙率求得。 根据混凝土体积组成石子填充模型,在计算的过程中不考虑砂子的孔隙率所占的体积,石子用量的确定方法是用石子的堆积密度扣除胶凝材料的体积以及胶凝材料水化水分所占的体积求得。硬化砂浆体积由胶凝材料体积、拌合用水体积和砂子体积组成。这种混凝土体积组成模型称为石子填充模型;用这种方法结合多组份混凝土强度理论公式求得混凝土中石子、砂子、胶凝材料、外加剂和拌合用水等准确配合比设计数据的方法叫石子填充法。

由于多组分混凝土硬化后单位体积内的石子、砂子均没有参与胶凝材料的水化硬化,其体积没有发生改变,分别为VgVs,混凝土的强度由硬化水泥浆体强度、胶凝材料的填充效应和硬化密实浆体的量决定。