[发明专利]多孔混凝土配合比设计方法

说明书

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种多孔混凝土配合比的设计方法，包括如下步骤：1)确定胶凝材料组成；2)对试配试件进行压实成型试验，结合试验和目测方法确定水胶比；3)通过试配决定骨料级配及其体积用量；4)以预估的水泥用量为中值，按25Kg/m³的间隔变化，取5个不同的水泥用量，分别拌制混凝土然后通过试验求出抗压强度，绘出水泥用量‑强度关系曲线，通过内插的方法得到达到要求强度所需的最小水泥用量，由此确定单位体积水泥用量和拌合水用量；5)微调骨料组成与水泥用量使多孔混凝土拌和物工作性及水泥在骨料之外的体积填充率合理，试拌成型。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种多孔混凝土配合比的设计方法。

背景技术

多孔混凝土，也称为无砂混凝土或大孔混凝土，是采用特定粒径骨料为骨架、胶结材料包裹在骨料颗粒表面作为骨料颗粒之间的胶结层，形成的骨架——孔隙结构的混凝土材料。由于可通过调整骨料粒径和胶结材料的用量形成孔径不同的孔隙以满足不同的用途需要，因此多孔混凝土在透水路面、植被生长、水质净化等方面都有广泛应用。在欧洲、美国、日本等国家和地区多孔混凝土已经比较普遍，我国正处于发展阶段。

随着国家建设海绵城市的提出，多孔混凝土作为一种生态混凝土受到特别关注，它的主要优点体现在:1)多孔混凝土通过其内部开口的孔隙使雨水快速渗透到地下,既避免了洪水的危害又补充了地下水；改善城市地表植物和土壤微生物的生存条件，有利于生态平衡。2)透水性路面有利于调节城市空间的温度和湿度，消除热岛现象。3)多孔混凝土路面可以减小或削弱交通噪声,这对于现代城市的发展是非常必要的，同时多孔混凝土路面可以消除雨天路面打滑和雨水飞溅的影响，也是一种更为安全的路面。因此多孔混凝土的应用成为近年的热点，并得到大力推广。虽然对于多孔混凝土已经开展了许多研究，在组成、性能和施工工艺等诸多方面都取得了很多成果，但如何提高多孔混凝土材料的可设计性仍需进一步完善。到目前为止，多孔混凝土配合比设计方法还存在一些问题和不足，在对多孔混凝土材料研究有指导作用的标准和规范中，透水水泥混凝土路面技术规程虽然给出了配合比设计方法，但并不明确、清晰，难以直接采用，而许多研究者也给出了各自的设计方法，但并无统一、合适的方法可供施工设计人员选用。在实际建设使用过程中，多孔混凝土主要还是按经验法来进行设计，这在某种程度上阻碍其应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种能适应工程设计的多孔混凝土材料设计方法，首先在确定胶凝材料组成的基础上，根据成型工艺的要求确定水胶比，其次通过测试所用材料的基本性能，根据骨料的表观密度和设计要求的孔隙率确定单位体积混凝土中骨料的用量，然后由力学强度确定胶结材料用量，从而确定单位体积水泥用量和拌合水用量。设计方法配合比设计具有特定的明确步骤，符合实际情况，满足技术、经济和施工工艺的要求，以便在工程建设中得到广泛应用。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

多孔混凝土配合比设计方法，包括如下步骤

1)确定胶凝材料组成。由于混凝土的胶凝材料包括水泥、掺合料和外加剂，在此情况下，需将不同配合比的胶凝材料根据其标准稠度的用水量依据国标《水泥胶砂强度检验方法》(GB17671-1999)方法测定3d、28d、90d强度，确定具有最佳技术与经济性能的胶凝材料组成。

2)对试配试件进行压实成型试验，结合试验和目测方法确定水胶比；

3)通过试配决定骨料级配及其体积用量，根据设计强度，控制压实试件的骨料间隙率比设计空隙率大23％-27％，压实试件的骨料间隙率应小于捣实状态下的粗骨料骨架间隙率；

4)以预估的水泥用量为中值，按25Kg/m³的间隔变化，取5个不同的水泥用量，分别拌制混凝土然后通过试验求出抗压强度，绘出水泥用量-强度关系曲线，通过内插的方法得到达到要求强度所需的最小水泥用量，由此确定单位体积水泥用量和拌合水用量；