[发明专利]一种高性能混凝土制备方法

权利要求书

1.一种高性能混凝土制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

1）根据混凝土的性能要求确定混凝土设计参数，对制备混凝土的原材料进行检测，得出原材料的检测数据；

2）根据混凝土的设计参数和原材料检测数据确定混凝土拌合物的用水量、胶凝材料体积用量、水泥、矿渣粉、粉煤灰的体积用量，并将水泥、矿渣粉、粉煤灰按表观密度换算为质量用量；

3）根据粗骨料的粒径大小确定紧密堆积的砂率，根据砂率确定粗、细骨料体积用量，将粗骨料、细骨料按原材料检测数据表观密度换算为质量用量；

4）根据减水剂的掺量和减水率、砂含水率，确定混凝土拌合物需要加入的水量，确定混凝土配合比的容重；

以上方法可以进一步细化为：

按混凝土的性能要求确定设计参数；

对所用原材料进行检测，得出数据备用；

根据设计要求的参数和原材料检测数据确定混凝土拌合物的用水量；

确定胶凝材料体积用量；

根据设计参数矿物掺合料率和空气含量确定水泥、矿渣粉、粉煤灰的体积用量；

把胶凝材料按原材料检测数据表观密度换算为质量用量；

根据粗骨料的粒径大小确定砂率；

确定粗细骨料体积用量；

把粗细骨料按原材料检测数据表观密度换算为质量用量；

根据减水剂的掺量和减水率、砂含水率，最终确定拌合物需要加入的水量；

所有数据确定完成，得出混凝土配合比；

所述步骤4）中，当混凝土强度为C60以上时，根据坍落度设计要求和减水剂浓度，用以下公式计算减水剂质量用量：

a减水剂是低浓度时：

减水剂质量用量= ((215-无减水剂无水砂总用水量)/215+(0.005×坍落度/10-0.04))×0.0917×(水泥质量用量+矿渣粉质量用量+粉煤灰质量用量)；

b减水剂是高浓度时：

减水剂质量用量= ((215-无减水剂无水砂总用水量)/215+(0.005×坍落度/10-0.04))×0.0367×(水泥质量用量+矿渣粉质量用量+粉煤灰质量用量)；

c当不考虑坍落度因素且减水剂是低浓度时：

减水剂质量用量= ((215-无减水剂无水砂总用水量)/215)×0.0917×(水泥质量用量+矿渣粉质量用量+粉煤灰质量用量)

d当不考虑坍落度因素且减水剂是高浓度时：

减水剂质量用量= ((215-无减水剂无水砂总用水量)/215)×0.0367×(水泥质量用量+矿渣粉质量用量+粉煤灰质量用量)；

所述步骤3）中，根据胶凝材料体积、混凝土设计空气含量、粗骨料体积和表观密度、细骨料体积和表观密度、粗骨料的粒径大小和级配比例，采用富勒氏连续级配曲线和Dinger-Funk方程计算确定砂率；

体积砂率：

当stonemaxd = 10：sandlv = (475–jncltv–air) / 650

当stonemaxd = 20 ：sandlv = (450–jncltv–air) / 650

当stonemaxd = 25：sandlv = (430 –jncltv– air) / 650

当stonemaxd = 31.5：sandlv = (415–jncltv– air) / 650

当stonemaxd = 40：sandlv = (408–jncltv– air) / 650

或者

当stonemaxd = 10 ：sandlv = ((125 + water) ×sandmd) / ((525– water) ×stonemd + (125 + water) ×sandmd)

当stonemaxd = 20 ：sandlv = ((100 + water) ×sandmd) / ((550– water) ×stonemd + (100 + water) ×sandmd)

当stonemaxd = 25 ：sandlv = ((80 + water) ×sandmd) / ((570– water) ×stonemd + (80 + water) ×sandmd)

当stonemaxd = 31.5：sandlv = ((65 + water) ×sandmd) / ((585– water) ×stonemd + (65 + water) ×sandmd)

当stonemaxd = 40 ：sandlv = ((58 + water) ×sandmd) / ((592– water) ×stonemd + (58 + water) ×sandmd)；

根据设计参数矿物掺合料率、各矿物掺合料率和空气含量用以下公式确定水泥、矿渣粉、粉煤灰的体积用量，并根据原材料检测数据表观密度换算成质量：

⑴cementv = jncltv× (1–xcll / 100)×cementmd

⑵xcltv = jncltv×xcll / 100

(3) K = jncltv× (xcll / 100) ×xclbl / (xclbl + 1) ×kfmd

(4) F = jncltv× (xcll / 100) / (xclbl + 1) ×fmhmd；

公式中的变量定义：

stonemaxd：石子最大粒径

sandlv：砂率

jncltv：胶凝材料体积

air：混凝土设计空气含量

water：无减水剂无水砂总用水量

sandmd：砂表观密度

stonemd：石子表观密度

cementv：水泥体积

cementmd：水泥表观密度

xcll：矿物掺合料占胶凝材料的比例

xcltv：矿物掺合料体积

xclbl：矿物掺合料各比例

kfmd：矿渣粉表观密度

fmhmd：粉煤灰表观密度

K：矿渣粉用量

F：粉煤灰用量；

所述步骤2）中，胶凝材料体积用量=350-混凝土拌合物的用水量-混凝土设计空气含量。