基于劈拉强度软化模型的橡胶混凝土配合比设计方法技术

本发明专利技术提供基于劈拉强度软化模型的橡胶混凝土配合比设计方法，包括以下步骤：S1、选择一个基准混凝土配合比；S2、采用橡胶集料等体积替换基准混凝土中的普通细骨料，并计算橡胶集料体积分数；S3、基于橡胶混凝土劈拉强度软化模型，以确定所需劈拉强度的橡胶混凝土所对应的橡胶集料掺量，或确定所需橡胶集料掺量的橡胶混凝土劈拉强度；S4、若S3中确定的橡胶集料掺量或橡胶混凝土劈拉强度满足所需，则完成橡胶混凝土配合比设计，反之，则重新选择一个基准混凝土配合比。本发明专利技术基于劈拉强度软化模型，实现了不同劈拉强度的橡胶混凝土配合比设计，简洁易用。简洁易用。简洁易用。

【技术实现步骤摘要】
基于劈拉强度软化模型的橡胶混凝土配合比设计方法


[0001]本专利技术涉及橡胶混凝土
，具体涉及一种基于劈拉强度软化模型的橡胶混凝土配合比设计方法。

技术介绍

[0002]为了解决废橡胶轮胎带来的环境污染问题，研究者将废橡胶轮胎加工成橡胶集料，并利用橡胶集料来制备橡胶混凝土。研究发现，掺入橡胶集料能够显著改善混凝土可持续塑性变形承载能力、损伤容限和韧性。然而，随着橡胶集料掺量增加，混凝土机械强度降低。
[0003]为了实现所需机械强度的橡胶混凝土配合比设计，试验者们提出了橡胶混凝土强度软化模型。然而，现有的大多数模型是通过少量试验结果拟合得到的经验模型，因此很难保证模型具有良好的可预测性。此外，现有模型主要为抗压强度软化模型，因此无法实现以抗拉强度为目标参数的橡胶混凝土配合比设计。换句话说，研究者还需通过预试验来确定不同橡胶集料掺量的橡胶混凝土抗拉强度。诚然，这一过程不仅费时费力，而且效率不高。基于此，建立一个可预测性好、简洁易用的橡胶混凝土劈拉强度软化模型，对进一步指导橡胶混凝土配合比设计具有现实意义。

技术实现思路

[0004]针对上述技术问题，本专利技术的目的是建立一个可预测性好、简洁易用的劈拉强度软化模型，以实现橡胶混凝土配合比设计。
[0005]具体的技术方案：
[0006]基于劈拉强度软化模型的橡胶混凝土配合比设计方法，包括以下步骤：
[0007]S1、选择一个基准混凝土配合比(基准混凝土劈拉强度应大于橡胶混凝土劈拉强度)；
[0008]S2、采用橡胶集料等体积替换基准混凝土中的普通细骨料，并计算橡胶集料体积分数；
[0009]S3、基于橡胶混凝土劈拉强度软化模型，以确定所需劈拉强度的橡胶混凝土所对应的橡胶集料掺量，或确定所需橡胶集料掺量的橡胶混凝土劈拉强度；
[0010]S4、若S3中确定的橡胶集料掺量或橡胶混凝土劈拉强度满足所需，则完成橡胶混凝土配合比设计，反之，则重新选择一个基准混凝土配合比。
[0011]S2中，橡胶集料体积分数通过如下公式计算：
[0012][0013]式中，V
OR
为橡胶集料绝对体积分数；W
OR
和ρ
OR
分别为橡胶集料的质量和密度；W
i
和ρi分别为其它材料的质量和密度，包括水、水泥、橡胶集料、普通细骨料和普通粗骨料。
[0014]S3中，橡胶混凝土劈拉强度通过如下公式计算：
[0015]f
tRC
＝f
tC
·
T
*
ꢀꢀꢀ
(2)
[0016]式中，f
tRC
为橡胶混凝土劈拉强度；f
tC
为基准混凝土劈拉强度；T
*
为橡胶混凝土劈拉强度软化模型；
[0017]优选的是，在S3中，橡胶混凝土劈拉强度软化模型通过如下公式计算：
[0018]T
*
＝(1
‑
V
OR
)
η
ꢀꢀꢀ
(3)
[0019]式中，η为模型参数，其值为5.94～6.36；在该参数范围内，橡胶混凝土劈拉强度软化模型将具有良好的可预测性，反之，模型的可预测性降低。
[0020]本专利技术具有的有益效果：
[0021]1、本专利技术基于劈拉强度软化模型，实现了不同劈拉强度的橡胶混凝土配合比设计。此外，95％的预测区间估计包含了大多数试验数据，表明模型具有良好的可预测性。
[0022]2、本专利技术提出的橡胶混凝土劈拉强度软化模型简洁易用。具体来讲，不同实验者即便在不开展预试验的前提下，也能准确计算出不同橡胶集料掺量的混凝土劈拉强度，这极大地缩短了该领域试验者的工作时长，提高了工作效率，并且节省了人力成本和材料成本。
附图说明
[0023]图1是实施例的劈拉强度软化实验数据。
具体实施方式
[0024]结合实施例说明本专利技术的具体技术方案。
[0025]基于劈拉强度软化模型的橡胶混凝土配合比设计方法的具体步骤为：
[0026](1)选取劈拉强度为6.13MPa的基准混凝土，其配合比为：天然细骨料621kg/m3，天然粗骨料1394kg/m3，水泥405kg/m3，水158kg/m3。天然细骨料、天然粗骨料、水泥和水的密度分别为2650、2630、3150和1000kg/m3。
[0027](2)选取密度为1120kg/m3的橡胶集料，的取值为6.15。采用橡胶集料等体积替换基准混凝土中的天然细骨料，替换率分别为10％、20％、30％、40％、50％和60％，对应的绝对体积分数分别为2.23％、4.46％、6.69％、8.92％、11.15％和13.38％。
[0028](3)基于橡胶混凝土劈拉强度软化模型，计算出橡胶集料体积分数为2.23％、4.46％、6.69％、8.92％、11.15％和13.38％的橡胶混凝土劈拉强度，其值分别为5.30、4.52、3.81、3.40、2.89和2.50MPa。
[0029]从图1可以看出，95％的预测区间估计包含了大多数试验数据，表明模型已经实现了可靠预测。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于劈拉强度软化模型的橡胶混凝土配合比设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、选择一个基准混凝土配合比；S2、采用橡胶集料等体积替换基准混凝土中的普通细骨料，并计算橡胶集料体积分数；S3、基于橡胶混凝土劈拉强度软化模型，以确定所需劈拉强度的橡胶混凝土所对应的橡胶集料掺量，或确定所需橡胶集料掺量的橡胶混凝土劈拉强度；S4、若S3中确定的橡胶集料掺量或橡胶混凝土劈拉强度满足所需，则完成橡胶混凝土配合比设计，反之，则重新选择一个基准混凝土配合比。2.根据权利要求1所述的基于劈拉强度软化模型的橡胶混凝土配合比设计方法，其特征在于，基准混凝土劈拉强度应大于橡胶混凝土劈拉强度。3.根据权利要求1所述的基于劈拉强度软化模型的橡胶混凝土配合比设计方法，其特征在于，S2中，橡胶集料体积分数通过如下公式计算：式中，V
OR
为橡胶集料绝对体积分数；W
OR
和ρ
OR
分别为橡胶集料的质量和密度；W
i
和ρi分别为其它材料的质量和密度...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘来宝，官庆发，张礼华，陈晓强，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：