一种混凝土配合比优化计算方法技术

本发明专利技术的目的是针对于现有混凝土配合比计算存在的问题，提供了一种混凝土配合比优化计算方法。本发明专利技术方法步骤为：步骤一、原材料实验，步骤二、先按一种普通混凝土配合比方法计算，步骤三、将胶凝材料不同的配合比列表，步骤四、配合比优化。本发明专利技术利用理论计算解决混凝土粘度过高、粘度过低的问题。粘度过低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土配合比优化计算方法


[0001]本专利技术属于混凝土
，特别涉及一种混凝土配合比优化计算方法。

技术介绍

[0002]混凝土配合比中随着胶凝材料用量的增加，混凝土粘度相应增大，影响混凝土的施工性能，现有技术有在混凝土中掺加降粘剂的方法来降低混凝土粘度，如掺加磷酸酯等，但混凝土施工、难度会相应增加，混凝土搅拌、施工过程中产生的废水对环境产生污染，降解慢。还有可能对混凝土耐久性、强度等产生不利影响。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对于现有混凝土配合比计算存在的问题，提供了一种混凝土配合比优化计算方法。本专利技术利用理论计算解决混凝土粘度过高、粘度过低的问题。
[0004]一种混凝土配合比优化计算方法，包括如下步骤：
[0005]步骤一、原材料实验：试验测定原材料水泥、矿物掺和料、粗骨料、细骨料的松散密度、表观密度、细度模数，检测复合减水剂中的减水剂固含量Ja，复合减水剂中的减水剂减水率Jb，复合减水剂中的引气剂固含量Ka，复合减水剂中的引气剂引气率Kb：
[0006]1‑
1、水泥：细度模数、表观密度；
[0007]1‑
2、矿物掺合料：细度模数、表观密度；
[0008]1‑
3、粗骨料：细度模数、松散密度、表观密度；
[0009]1‑
4、细骨料：细度模数、松散密度、表观密度；
[0010]1‑
5、试验A％+B％＝100％，由A％水泥+B％矿物掺和料的胶砂强度试验；
[0011]1‑5‑
1、石英砂细度模数；
[0012]1‑5‑
2、测定A％水泥+B％矿物掺合料胶砂强度试验28天抗压强度代表值fm,o；
[0013]1‑5‑
3、计算A％水泥+B％矿物掺合料胶砂强度试验28天抗压强度计算值f
′
ce：
[0014]公式1：
[0015]f
′
ce：A％水泥+B％矿物掺合料胶砂强度试验28天抗压强度计算值Mpa；
[0016]fm,o：A％水泥+B％矿物掺合料胶砂强度试验28天抗压强度代表值Mpa；
[0017]W
÷
Cc：水胶比；
[0018]μs：骨料综合细度模数；
[0019]1‑
6、测定减水剂性能指标：复合减水剂中的减水剂减水率Jb和复合减水剂中的减水剂固含量Ja、复合减水剂中的引气剂引气率Kb和复合减水剂中的引气剂固含量Ka；
[0020]步骤二、先按一种普通混凝土配合比方法计算：
[0021]1、计算混合骨料比例、表观密度：
[0022]1‑
1、计算混凝土骨料比例：
[0023]由公式2：
[0024]G1a％＝r1/(r1+r2+r3+r4)
[0025]G2a％＝r2/(r1+r2+r3+r4)
[0026]S1a％＝r3/(r1+r2+r3+r4)
[0027]S2a％＝r4/(r1+r2+r3+r4)
[0028]r1：粗骨料1松散密度kg/m3；
[0029]r2：粗骨料2松散密度kg/m3；
[0030]r3：细骨料1松散密度kg/m3；
[0031]r4：细骨料2松散密度kg/m3；
[0032]G1a％：粗骨料1占骨料总重百分比；
[0033]G2a％：粗骨料2占骨料总重百分比；
[0034]S1a％：细骨料1占骨料总重百分比；
[0035]S2a％：细骨料2占骨料总重百分比；
[0036]1‑
2、计算骨料混合后的表观密度：
[0037]根据：四种物质密度分别为ρ1、ρ2、ρ3、ρ4，质量混合比为a％、b％、c％、d％，混合后的质量为M，则V1＝Mxa％/ρ1，V2＝Mxb％/ρ2，V3＝Mxc％/ρ3，V4＝Mxd％/ρ4，
[0038]则：混合密度：ρ＝M/(V1+V2+V3+V4)
[0039]＝ρ1ρ2ρ3ρ4/(a％ρ2ρ3ρ4+ρ1b％ρ3ρ4+ρ1ρ2c％ρ4+ρ1ρ2ρ3d％)
[0040]即公式3：d3＝ρ
G1
ρ
G2
ρ
S1
ρ
S2
/(G1a％ρ
G2
ρ
S1
ρ
S2
+ρ
G1
G2a％ρ
S1
ρ
S2
+ρ
G1
ρ
G2
S1a％ρ
S2
+ρ
G1
ρ
G2
ρ
S1
S2a％)
[0041]d3：骨料混合后的表观密度kg/m3；
[0042]ρ
G1
：粗骨料1表观密度kg/m3；
[0043]ρ
G2
：粗骨料2表观密度kg/m3；
[0044]ρ
S1
：细骨料1表观密度kg/m3；
[0045]ρ
S2
：细骨料2表观密度kg/m3；
[0046]2、选定胶凝材料总量，选定其中水泥所占的重量Kg/m3、矿物掺和料所占的重量Kg/m3，计算水泥a3％、矿物掺和料b3％各占比率,计算d1：水泥、矿物掺和料混合后的表观密度Kg/m3[0047]2‑
1、计算胶凝材料总重量中水泥重量所占的比率a3％、胶凝材料总重量中矿物掺和料重量所占的比率b3％：
[0048]由公式4：a3％＝C/(C+F)
[0049]b3％＝F/(C+F)
[0050]a3％：胶凝材料总重量中水泥重量所占的比率；
[0051]b3％：胶凝材料总重量中矿物掺和料重量所占的比率；
[0052]C：每立方米混凝土中的水泥用量Kg/m3；
[0053]F：每立方米混凝土中的矿物掺和料用量Kg/m3；
[0054]2‑
2、计算胶凝材料水泥、矿物掺和料混合后的表观密度d1：Kg/m3[0055]由公式5：d1＝ρ
c
ρ
f
/(ρ
f
a3％+ρ
c
b3％)
[0056]d1：胶凝材料水泥、矿物掺和料混合后的表观密度Kg/m3；
[0057]ρ
c
：水泥的表观密度Kg/m3；
[0058]ρ
f
：矿物掺和料的表观密度Kg/m3；
[0059]3、确定每立方米混凝土用水总量，计算胶凝材料占素胶凝浆体的比率x％，计算素胶凝浆体的密度d：
[0060]3‑
1、确定每立方米混凝土用水总量，计算胶凝材料占素胶凝浆体的比率x％：
[0061]由公式6：x％＝(C+F)/(C+F+W)
[0062]x％：胶凝材料占素胶凝浆体重量比率；
[0063]W：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土配合比优化计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、原材料实验：试验测定原材料水泥、矿物掺和料、粗骨料、细骨料的松散密度、表观密度、细度模数，检测复合减水剂中的减水剂固含量Ja，复合减水剂中的减水剂减水率Jb，复合减水剂中的引气剂固含量Ka，复合减水剂中的引气剂引气率Kb：1
‑
1、水泥：细度模数、表观密度；1
‑
2、矿物掺合料：细度模数、表观密度；1
‑
3、粗骨料：细度模数、松散密度、表观密度；1
‑
4、细骨料：细度模数、松散密度、表观密度；1
‑
5、试验A％+B％＝100％，由A％水泥+B％矿物掺和料的胶砂强度试验；1
‑5‑
1、石英砂细度模数；1
‑5‑
2、测定A％水泥+B％矿物掺合料胶砂强度试验28天抗压强度代表值fm,o；1
‑5‑
3、计算A％水泥+B％矿物掺合料胶砂强度试验28天抗压强度计算值f
′
ce：公式1：f
′
ce：A％水泥+B％矿物掺合料胶砂强度试验28天抗压强度计算值Mpa；fm,o：A％水泥+B％矿物掺合料胶砂强度试验28天抗压强度代表值Mpa；W
÷
Cc：水胶比；μs：骨料综合细度模数；1
‑
6、测定减水剂性能指标：复合减水剂中的减水剂减水率Jb和复合减水剂中的减水剂固含量Ja、复合减水剂中的引气剂引气率Kb和复合减水剂中的引气剂固含量Ka；步骤二、先按一种普通混凝土配合比方法计算：1、计算混合骨料比例、表观密度：1
‑
1、计算混凝土骨料比例：由公式2：G1a％＝r1/(r1+r2+r3+r4)G2a％＝r2/(r1+r2+r3+r4)S1a％＝r3/(r1+r2+r3+r4)S2a％＝r4/(r1+r2+r3+r4)r1：粗骨料1松散密度kg/m3；r2：粗骨料2松散密度kg/m3；r3：细骨料1松散密度kg/m3；r4：细骨料2松散密度kg/m3；G1a％：粗骨料1占骨料总重百分比；G2a％：粗骨料2占骨料总重百分比；S1a％：细骨料1占骨料总重百分比；S2a％：细骨料2占骨料总重百分比；1
‑
2、计算骨料混合后的表观密度：根据：四种物质密度分别为ρ1、ρ2、ρ3、ρ4，质量混合比为a％、b％、c％、d％，混合后的质量为M，则V1＝Mxa％/ρ1，V2＝Mxb％/ρ2，V3＝Mxc％/ρ3，V4＝Mxd％/ρ4，
则：混合密度：ρ＝M/(V1+V2+V3+V4)＝ρ1ρ2ρ3ρ4/(a％ρ2ρ3ρ4+ρ1b％ρ3ρ4+ρ1ρ2c％ρ4+ρ1ρ2ρ3d％)即公式3：d3＝ρ
G1
ρ
G2
ρ
S1
ρ
S2
/(G1a％ρ
G2
ρ
S1
ρ
S2
+ρ
G1
G2a％ρ
S1
ρ
S2
+ρ
G1
ρ
G2
S1a％ρ
S2
+ρ
G1
ρ
G2
ρ
S1
S2a％)d3：骨料混合后的表观密度kg/m3；ρ
G1
：粗骨料1表观密度kg/m3；ρ
G2
：粗骨料2表观密度kg/m3；ρ
S1
：细骨料1表观密度kg/m3；ρ
S2
：细骨料2表观密度kg/m3；2、选定胶凝材料总量，选定其中水泥所占的重量Kg/m3、矿物掺和料所占的重量Kg/m3，计算水泥a3％、矿物掺和料b3％各占比率,计算d1：水泥、矿物掺和料混合后的表观密度Kg/m
32‑
1、计算胶凝材料总重量中水泥重量所占的比率a3％、胶凝材料总重量中矿物掺和料重量所占的比率b3％：由公式4：a3％＝C/(C+F)b3％＝F/(C+F)a3％：胶凝材料总重量中水泥重量所占的比率；b3％：胶凝材料总重量中矿物掺和料重量所占的比率；C：每立方米混凝土中的水泥用量Kg/m3；F：每立方米混凝土中的矿物掺和料用量Kg/m3；2
‑
2、计算胶凝材料水泥、矿物掺和料混合后的表观密度d1：Kg/m3由公式5：d1＝ρ
c
ρ
f
/(ρ
f
a3％+ρ
c
b3％)d1：胶凝材料水泥、矿物掺和料混合后的表观密度Kg/m3；ρ
c
：水泥的表观密度Kg/m3；ρ
f
：矿物掺和料的表观密度Kg/m3；3、确定每立方米混凝土用水总量，计算胶凝材料占素胶凝浆体的比率x％，计算素胶凝浆体的密度d：3
‑
1、确定每立方米混凝土用水总量，计算胶凝材料占素胶凝浆体的比率x％：由公式6：x％＝(C+F)/(C+F+W)x％：胶凝材料占素胶凝浆体重量比率；W：每立方米混凝土的用水量Kg/m3；3
‑
2、计算素胶凝浆体的密度d：由公式7：x％/d1+(1
‑
x％)/d2＝1/dd：素胶凝浆体密度Kg/m3；d2：水的表观密度Kg/m3；4、计算素胶凝浆体与粗骨料、细骨料的混合的混凝土密度D：由公式7
‑
1：y％/d+(1
‑
y％)/d3＝1/D其中：y％＝(C+F+W)/Dy％：素胶凝浆体重量占混凝土重量的比率；
D：混凝土密度Kg/m3；5、计算每立方米混凝土中的各骨料用量5
‑
1、计算每立方米混凝土中的骨料总用量E：由公式8：E＝D
‑
C
‑
F
‑
WE：每立方米混凝土中的骨料总用量Kg/m3；5
‑
2计算各骨料用量G1＝G1a％
×
EG2＝G2a％
×
ES1＝S1a％
×
ES2＝S2a％
×
EG1：粗骨料1重量Kg/m3；G2：粗骨料2重量Kg/m3；S1：细骨料1重量Kg/m3；S2：细骨料2重量Kg/m3；6、得到各组分材料量比例： Kg/m37、计算减水剂用量Q：7
‑
1、计算骨料综合细度模数μ：由公式9：μ＝μC
×
C％+μF
×
F％+μG1
×
G1％+μG2
×
G2％+μs1
×
S1％+μs2
×
S2％μ：骨料综合细度模数；μC：水泥细度模数；μF：矿物掺合料细度模数；μG1：粗骨料1细度模数；μG2：粗骨料2细度模数；μs1：细骨料1细度模数；μs2：细骨料2细度模数；C％：水泥占骨料+胶凝材料总重百分比；F％：矿物掺合料占骨料+胶凝材料总重百分比；G1％：粗骨料1占骨料+胶凝材料总重百分比；G2％：粗骨料2占骨料+胶凝材料总重百分比；S1％：细骨料1占骨料+胶凝材料总重百分比；
S2％：细骨料2占骨料+胶凝材料总重百分比；7
‑
2、计算细骨料综合细度模数μ1：由公式9
‑
1：μ1＝μC
×
C％+μF
×
F％+μs1
×
S1％+μs2
×
S2％μ1：细骨料综合细度模数；7
‑
3、计算单位重量复合减水剂减水率J：由公式10：J＝Ja
×
JbJ：单位重量复合减水剂减水率；Jb：复合减水剂中的减水剂减水率；Ja：复合减水剂中的减水剂固含量；7
‑
4、计算单位重量复合减水剂引气率K：由公式11：K＝Ka
×
KbK：单位重量复合减水剂引气率；Ka：复合减水剂中的引气剂固含量；Kb：复合减水剂中的引气剂引气率；7
‑
5、确定坍落度T，计算每立方米混凝土减水剂用量Q：7
‑5‑
1、计算黏度比β(一般取1.0)：公式12：β＝非标准混凝土配合比中1.18mm筛孔以下颗粒kg/m3÷
标准混凝土配合比中1.18mm筛孔以下颗粒kg/m37
‑5‑
2、计算每立方米混凝土减水剂用量Q：由公式13：T：坍落度mm；Q：每立方米混凝土减水剂用量kg/m3；8、计算因含气量调整后各材料用量：8
‑
1、计算混凝土含气量E
A
：公式14：E
A
＝Q
×
K
‑
aE
A
：混凝土含气量；a：混凝土含气量损失，(因混凝土搅拌、运输、浇筑含气量损失)，一般取(0～4.0)；8
‑
2、计算因含气量调整后各材料用量：由公式15：Ca＝C
×
(1
‑
E
A
÷
100)Fa＝F
×
(1
‑
E
A
÷
100)Ga1＝G1
×
(1
‑
E
A
÷
100)Ga2＝G2
×
(1
‑
E
A
÷
100)Sa1＝S1
×
(1
‑
E
A
÷
100)Sa2＝S2
×
(1
‑
E
A
÷
100)W
′
＝W
×
(1
‑
E
A
÷
100)Ca：因含气量调整后每立方米混凝土中的水泥用量Kg/m3；Fa：因含气量调整后每立方米混凝土中的矿物掺和料用量Kg/m3；Ga1：因含气量调整后粗骨料1重量Kg/m3；
Ga2：因含气量调整后粗骨料2重量Kg/m3；Sa1：因含气量调整后细骨料1重量Kg/m3；Sa2：因含气量调整后细骨料2重量Kg/m3；W
′
：因含气量调整后混凝土用水总量kg/m3；8
‑
3、计算因含气量调整后表观用水量Wa：由公式16：W(W
′
)＝Wa+Q
×
(1
‑
Qg)计算表观用水量：Wa＝W
‑
Q
×
(1
‑
Qg)W(W
′
)：因含气量调整后混凝土用水总量kg/m3；Wa：因含气量调整后表观用水量kg/m3；9、实验结果如下：kg/m39
‑
1计算因含气量调整后骨料综合细度模数μ
’
：由公式9：μ
’
＝μC
×
Ca％+μF
×
Fa％+μG1
×
Ga1％+μG2
×
Ga2％+μs1
×
Sa1％+μs2
×
Sa2％9
‑
2、计算因含气量调整后细骨料综合细度模数μ1
’
：由公式9
‑
1：μ1
’
＝μC
×
Ca％+μF
×
Fa％+μs1
×
Sa1％+μs2
×
Sa2％9
‑
3、计算混凝土抗压强度代表值fcu,o：由公式17：fcu,o：混凝土28天抗压强度代表值MPa；W
′÷
Cc
′
：因含气量调整后的水胶比；Cc
′
：因含气量调整后胶凝材料总和(Ca+Fa)9
‑
4、计算混凝土出罐坍落度T：由公式18：10、强度确定：10
‑
1、普通混凝土28天抗压强度范围：fcu,o＝fcu,k+1.645
×
δ
10
‑
2、根据原材料稳定情况、是否露天存放、用水量控制偏差，施工计量误差、及材料检测的及时准确度施工现场养护情况确定：由公式19：fcu,o＝fcu,k+1.645
×
δ得：δ＝(f...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宇林，尹承龙，李志刚，陶贵闪，刘宇，张晓蕊，汤春志，舒景峰，武成兵，张俊博，袁冰川，徐海斌，寇红梅，
申请(专利权)人：鞍钢矿山建设有限公司，
类型：发明
国别省市：