基于骨料特性和水胶比的混凝土收缩及徐变主动控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于骨料特性和水胶比的混凝土收缩及徐变主动控制方法，包括如下步骤：测定纯水泥的理化特性及力学性能；根据测定的纯水泥数据，主动控制制备低收缩型高强砂浆；根据主动控制制备的低收缩型高强砂浆，结合主动控制掺合骨料及水胶比制备获得预期徐变度和强度的低收缩型混凝土。解决了现有技术对于混凝土收缩及徐变控制方法的工程适用性差，以及未考虑骨料弹性模量对混凝土收缩的影响的技术问题。响的技术问题。响的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
基于骨料特性和水胶比的混凝土收缩及徐变主动控制方法


[0001]本专利技术涉及建筑施工材料
，具体而言，涉及一种基于骨料特性和水胶比的混凝土收缩及徐变主动控制方法。

技术介绍

[0002]目前，混凝土在水化过程及后期应力作用下会发生收缩或徐变等，从而引起结构开裂、应力松弛等问题，而现有设计体系在进行结构设计时，往往忽略了混凝土的变形，严重影响结构的耐久性。当前，尽可能地降低混凝土的收缩已经是高性能混凝土设计的共识，但徐变并不是越低越好，对于预应力混凝土、铁道轨枕等对混凝土体积稳定性要求较高结构需要严格控制混凝土徐变，而且混凝土变形并非完全没有益处，对于大体积混凝土，支座沉降引起混凝土受力等情况则需要提高混凝土徐变，以分散结构内部集中应力。因此为提高混凝土的品质，开发低收缩且可实现徐变主动控制的混凝土具有现实的工程意义。
[0003]混凝土的收缩主要存在于水化早期与后期干燥过程中。其中，混凝土早期收缩主要受到水泥胶材自身的影响，且此时由于混凝强度较低，变形性能好，不易在混凝土内部产生集中应力；而干燥收缩发生时，由于水化凝胶与骨料已经本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于骨料特性和水胶比的混凝土收缩及徐变主动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：测定纯水泥的理化特性及力学性能；根据测定的纯水泥数据，主动控制制备低收缩型高强砂浆；根据主动控制制备的低收缩型高强砂浆，结合主动控制掺合骨料及水胶比制备获得预期徐变度和强度的低收缩型混凝土。2.根据权利要求1所述的基于骨料特性和水胶比的混凝土收缩及徐变主动控制方法，其特征在于，所述测定纯水泥的理化特性及力学性能，具体包括：测定纯水泥的理化特性及力学性能，在测定纯水泥理化特性时，通过激光粒度仪测定水泥的比表面积，所用水泥的比表面积为360～370m2/kg。3.根据权利要求1所述的基于骨料特性和水胶比的混凝土收缩及徐变主动控制方法，其特征在于，所述根据测定的纯水泥数据，主动控制制备低收缩型高强砂浆，具体包括：基于测定的纯水泥数据，主动控制配比制备预定早期强度及低收缩值的低收缩型高强砂浆，并根据预定早期强度建立强度预测模型，根据强度预测模型同步建立弹性模量预测模型，并获得弹性模量预测数据。4.根据权利要求3所述的基于骨料特性和水胶比的混凝土收缩及徐变主动控制方法，其特征在于，所述基于测定的纯水泥数据，主动控制配比制备预定早期强度及低收缩值的低收缩型高强砂浆，具体包括：将粉煤灰及矿粉按照比例配置成复合矿物掺合料；通过粉煤灰、矿粉作为矿物掺合料降低水泥的水化热，并利用矿物掺合料充当微集料形成空间骨架降低混凝土的早期收缩；继续掺入硅灰作为早期强度调节相，通过硅灰弥补由于矿物掺合料掺入引起的强度损失；继续掺入石膏作为早期收缩调节相，通过掺入石膏在水化过程中生成钙矾石晶体，借助钙矾石晶体引起微膨胀效应调整早期收缩，最终设计形成满足强度要求的低收缩型砂浆；基于上述配比，根据所述预定早期强度及低收缩值的控制需求确定矿物掺合料、硅灰、石膏的掺量，形成低收缩型砂浆相。5.根据权利要求4所述的基于骨料特性和水胶比的混凝土收缩及徐变主动控制方法，其特征在于，所述根据预定早期强度建立强度预测模型，根据强度预测模型同步建立弹性模量预测模型，并获得弹性模量预测数据，具体包括：定义砂浆28d(天)早期抗压强度σ
m0
；则砂浆360d(天)强度σ
mt
预测模型为：σ
mt
＝σ
m0
·
k
t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，k
t
是时间修正参数，砂浆的强度随着28d～360d对应的时间t变化；
基于实验数据可知砂浆的弹性模量与强度σ
mt
之间具有相关性，由此拟合建立所述低收缩型砂浆相的弹性模量E
mt
预测模型：E
mt
＝0.0081σ
mt
+0.5909+R1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)其中，R1是修正系数，砂浆的弹性模量随着时间t同步变化。6.根据权利要求5所述的基于骨料特性和水胶比的混凝土收缩及徐变主动控制方法，其特征在于，所述根据主动控制制备的低收缩型高强砂浆，结合主动控制掺合骨料及水胶比制备获得预期徐变度和强度的低收缩型混凝土，具体包括：根据制备低收缩型混凝土的预期徐变度和强度，基于低收缩型高强砂浆的弹性模量预测数据、掺合骨料特性数据及水胶比数据建立混凝土徐变度预测模型和强度预测模型，通过混凝土徐变度预测模型和强度预测模型主动控制掺合骨料及水胶比制备获得预期徐变度和强度的低收缩型混凝土。7.根据权利要求6所述的基于骨料特性和水胶比的混凝土收缩及徐变主动控制方法，其特征在于，所述根据制备低收缩型混凝土的预期徐变度和强度，基于低收缩型高强砂浆的弹性模量预测数据与掺合骨料特性数据建立混凝土徐变度预测模型，具体包括：骨料包括粗骨料和细骨料，在粗骨料与细骨料的弹性模量一致时，基于由实验数据确定的混凝土徐变度与所述低收缩型砂浆相的弹性模量E
mt
具有的相关性，拟合建立混凝土360d徐变度C
ct
预测模型为：C
ct ＝
‑
34.5E
mt
+71.465+R2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)其中，R2是修正系数，混凝土360d徐变度C
ct
随着低收缩型砂浆相的弹性模量E
mt
同步变化；当粗骨料的弹性模量与细骨料的弹性模量不一致时，所制备的混凝土徐变度C
ctd
预测模型为：C
ctd ＝ C
ct E
r
/E
dr
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾飞，汤建华，阎王虎，贾献卓，徐长春，王跃，岳凌锋，李迎华，马耀举，秦运强，马进学，
申请(专利权)人：中交路桥华北工程有限公司中交建冀交高速公路投资发展有限公司河北省交通建设监理咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：