[发明专利]一种自密实混凝土配合比设计方法

说明书

一种自密实混凝土配合比设计方法，（1）根据工程要求确定自密实混凝土的工作性能和抗压强度等级要求；（2）基于骨料堆积理论确定粗、细骨料的比例；（3）选定砂浆膜厚，计算粗骨料的体积占比；（4）计算粗细骨料的具体用量；（5）确定粉煤灰替代水泥的比率𝛼；（6）计算水胶比；（7）确定净浆中水泥、粉煤灰和水的具体用量；（8）确定减水剂剂量；（9）根据骨料的含水率和减水剂剂量确定拌合水的实际用量，本发明设计步骤清晰，操作易于遵循，能有效减少试配次数，粉煤灰的使用能有效降低配制成本，同时针对不同的工程需求，通过调节砂浆膜厚和水胶比配制出满足不同工作性能和抗压强度要求的自密实混凝土，具有良好的实用性。

技术领域

本发明涉及土木工程材料领域，尤其涉及一种自密实混凝土配合比设计方法。

背景技术

自密实混凝土是指能够在不需振捣的情况凭借自身重力流动填满模板各个角落，且具有良好均匀性和不发生离析泌水的混凝土。得益于其良好的工作性能，自密实混凝土不仅适用于浇筑模板形状复杂和钢筋密集分布的结构，同时有利于减少施工时间，降低施工噪声，在不同的工程应用中越来越多地取代了普通混凝土的使用。也正是因为自密实混凝土独特的工作性能，相比于配制普通混凝土，配制自密实混凝土对原材料的用量和规格有着更严格的控制与要求。尽管国内外研究人员提出了一系列自密实混凝土配合比设计方法，但这些方法仍旧存在一些不足，例如国内规程JGT/T 283-2012《自密实混凝土应用技术规程》中的许多设计参数是基于经验取值的，不同地区的原材料差异极有可能导致配制出的自密实混凝土难以达到预期要求；还有一些方法对试验仪器要求较高，不适用于工程现场，适用范围有限；还有一些方法直接给定了减水剂剂量和矿物掺合料的用量，这些方法具有一定的盲目性，不仅会大幅增加试配带来的工作量，而且配制出的自密实混凝土同样难以达到预期要求；还有一些专利直接给出了自密实混凝土各材料的用量，对配制过程和配制方法的描述很少，对原材料的鲁棒性较差，例如中国专利(公告号 CN 112209683 A)公布了一种自密实混凝土C120预拌干料混凝土及其制备方法，按重量份数包括硅酸盐水泥480-550份、粗骨料40-55份、钢纤维70-80份、细集料470-550份、外加剂11-15份、矿物掺合料145-190份。因此，提出一种可以根据工程要求调节混凝土工作性能和强度的自密实混凝土配合比设计方法是十分必要的。

此外，我国粉煤灰排放量每年达数亿吨，若对粉煤灰排放不加以控制和处理，势必会引起大气污染，并对人类健康造成危害。大量的研究表明采用适量粉煤灰替代水泥能够增加自密实混凝土的流动性能，并减少混凝土的收缩。因此，确定粉煤灰替代水泥的最佳比率，提出一种高性能粉煤灰型自密实混凝土的配合比设计方法是利于进一步扩大自密实混凝土应用范围的。

发明内容

本发明在现有混凝土配合比方法的理论技术基础上，通过改变砂浆膜厚调节自密实混凝土的工作性能和抗压强度，通过优化骨料骨架和优化净浆各组分的比例尽可能提升自密实混凝土的整体性能，提供一种能够满足不同工程要求的自密实混凝土配合比设计方法。

本发明所采取的技术方案：

一种自密实混凝土配合比设计方法，其步骤为：

（1）根据工程要求确定自密实混凝土的工作性能和抗压强度等级要求；

（2）选定多种粗骨料和细骨料的质量比例，按照选定的比例将粗细骨料混合均匀，然后将混合后的骨料分三次填满圆柱形测量容器，每次填充后对混合骨料进行插捣压实，计算混合后骨料的密度和空隙率，根据密度最大且空隙率最小的原则确定粗骨料与细骨料之间的比例r；

（3）将自密实混凝土分为由粗骨料组成的颗粒骨架和由细骨料、胶凝材料、水与减水剂组成的砂浆两部分，将各粒级的粗骨料颗粒等效为标准球体，包裹粗骨料的砂浆膜厚为粗骨料间平均距离的一半，采用绝对体积法配制混凝土，那么配制的自密实混凝土体积为1m³，其体积可根据公式1计算：

公式1，；