CN103344750A - 一种基于施压振动法确定路用碾压混凝土配合比方法 - Google Patents

Abstract

一种基于施压振动法确定路用碾压混凝土配合比方法，取试样分两层装入容量筒内，将载重压块置于试样的表面，启动振动台，测量容量筒的净空高度，分别确定第一层、第二层的高度，整平试件的表面，将试件连同容量筒从振动台上取下，称量容量筒和试件的质量，取出试件，确定碾压混凝土试件的体积，取出试样称量确定含水率，计算干密度，并以试样的干密度作为纵坐标，试样的含水率作为横坐标，根据试验选择密实度较大且稠度满足要求的配合比作为碾压混凝土的配合比，本发明保证所得到的路用碾压混凝土配合比具有较大的压实度，同时其稠度也能满足施工要求，操作简单易行。

Description

一种基于施压振动法确定路用碾压混凝土配合比方法

技术领域

本发明涉及混凝土应用技术领域，具体涉及一种基于施压振动法确定路用碾压混凝土配合比方法。

背景技术

碾压混凝土路面结构具有造价低、使用性能好等优点，目前已经开始逐渐运用到农村公路建设中。但是由于碾压混凝土是一种坍落度几乎为零的超干硬性混凝土，其强度主要依靠骨料的嵌锁作用发挥，因此基于水灰比的普通混凝土配合比设计方法不适用于碾压混凝土。国外对路用碾压混凝土配合比设计常采用类似于土的击实方法，即对于一定量的混凝土干料，增加或减少用水量，采用落锤击实方法得到不同含水量的拌合物的干密度，最后选择干密度达到最大的配合比作为碾压混凝土的配合比.但是目前国内碾压混凝土路面在施工过程主要面临稠度过大、路面表面出浆不足等问题，而击实方法最主要的缺点是不能反映出碾压混凝土拌合物稠度特性，即无法测出碾压混凝土的改进VC值（碾压混凝土试样表面半面积出浆所需的时间，记录精确至1s），因此采用类似于土的击实方法确定的配合比还需进行稠度试验，以检验其稠度是否能满足改进VC值在35s～45s之间的工程要求。这样不仅试验步骤繁琐，而且所需的试验仪器设备也较多，费时费力。因此，很有必要开发出一种简单实用的方法来确定路用碾压混凝土的配合比，使所得到的配合比强度以及稠度能够同时满足工程需求。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于施压振动法确定路用碾压混凝土配合比方法，保证所得到的路用碾压混凝土配合比具有较大的压实度，干密度不小于最大干密度的95%，同时其稠度也能满足施工要求，操作简单易行。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于施压振动法确定路用碾压混凝土配合比方法，包括以下步骤：

1）对容量筒2内壁进行润滑，称量并记录容量筒2和底板3的质量，单位为kg,精确至5g；

2）取搅拌均匀的试样分两层装入容量筒2内，两层总厚为127mm，第一层添加2.5kg～3.0kg的试样，第二层试样添加量根据第一层的压实情况确定，第二层所需混凝土质量按下式计算：

$M_2=M_1\×\frac{127-h_1}{h_1}$

式中，M₁为第一层添加的碾压混凝土试样的质量（kg），M₂为第二层添加的碾压混凝土试样的质量（kg），h₁为第一层碾压混凝土试样经振动压实后的高度（mm）；

3）第一层装料并摊平后，将装有混合料的容量筒2放置在振动台的磁吸位置，开启振动台的电磁铁开关，将容量筒2固定在振动台上；

4）将载重压块4置于试样的表面，启动振动台控制器面板上的开关，振动台即工作，振动45s后关闭开关，振动频率不小于50Hz，振幅为0.5mm；

5）用直尺测量容量筒2的净空高度，分别确定第一层的试样的高度和第二层所需的高度，然后根据高度比例关系确定第二层混凝土试样所需的质量；

6）将计算所得的第二层试样装入容量筒内，整平后，重复步骤4）；

7）整平试件的表面，将试件连同容量筒2从振动台上取下，称量并记录容量筒2和试件的质量，单位为kg，精确到5g；

8）取出容量筒2内的试件，用直尺在试件不同部位测量其高度，并取平均值作为试件的高度，确定碾压混凝土试件的体积；

9）将试件沿直径从上往下切为两半，分别从两部分中取不少于300g的试样装入铝盒中，将两份试样放进烘箱中，在110℃±5℃温度下烘15～16个小时，取出试样称量确定试样的含水率，并取平均值作为试样的实际含水率；

10）碾压混凝土拌合物的含水量为干料，即骨料+胶凝材料质量的4～8%，根据试样表面的出浆情况增加或者减小用水量，每次试验用水量变化值取0.75～1%，搅拌碾压混凝土混合料得到新的均匀试样，并重复以上1）～9）步骤，为了得到理想的干密度与含水率的关系曲线，至少需要进行四组含水量不同的试验；

11）根据试验数据计算各组试验的干密度，并以试样的干密度作为纵坐标，试样的含水率作为横坐标，绘制干密度与含水率的关系曲线，曲线中峰值处的纵、横坐标分别为混合料的最大干密度和最佳含水率；

碾压混凝土试件的湿密度按下式计算：

$\mathrm{\ρ}=\frac{M_{\mathrm{ms}}-M_m}{V}$

式中，ρ为碾压混凝土试件的湿密度（kg/m³），M_ms为容量筒和底板及试样的质量（kg），M_m为容量筒和底板的质量（kg），V为碾压混凝土试件的体积（m³），

碾压混凝土试件的干密度按下式计算：

${\mathrm{\ρ}}_d=\frac{\mathrm{\ρ}}{1+\mathrm{\ω}}$

式中，ρ_d为碾压混凝土试件的干密度（kg/m³），ρ为碾压混凝土试件的湿密度（kg/m³），ω为碾压混凝土试件的实际含水率，

12）根据试验选择密实度大且稠度满足要求的配合比作为碾压混凝土的配合比。

本发明的优点为：保证所得到的路用碾压混凝土配合比具有较大的压实度，同时其稠度也能满足施工要求，操作简单易行。

附图说明

图1为套筒1、容量筒2和底板3的示意图。

图2为载重压块4的示意图。

图3为振动压实法各层压实示意图，图3-1为第一层试样压实后示意图，图3-2为第二层试样压实后示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细描述。

本发明所用仪器设备包括：

参照图1，图1为套筒1、容量筒2和底板3的示意图。容量筒2：内径为152.0±0.5mm，内高为127.0±0.5mm，壁厚为10.0mm，套筒1内径和壁厚与容量筒2相同，高为50.0mm。

参照图2，图2为载重压块4的示意图。载重压块4：圆柱状块体，总重为10.0kg，施压截面直径为150.0mm，高为240.0mm，且施压面应该光滑平整。

混凝土磁力振动台：工作频率不小于50Hz，振幅为0.5mm。

恒温干燥烘箱：恒温控制，干燥室能够维持110±5℃的温度条件。

一种基于施压振动法确定路用碾压混凝土配合比方法，包括以下步骤：

1）对容量筒2内壁进行润滑，称量并记录容量筒2和底板3的质量，单位为kg，精确至5g；

2）取搅拌均匀的试样分两层装入容量筒2内，两层总厚约为127mm，第一层添加2.5kg～3.0kg的试样，第二层试样添加量根据第一层的压实情况确定，第二层所需混凝土质量按下式计算：

$M_2=M_1\×\frac{127-h_1}{h_1}$

式中，M₁为第一层添加的碾压混凝土试样的质量（kg），M₂为第二层添加的碾压混凝土试样的质量（kg），h₁为第一层碾压混凝土试样经振动压实后的高度（mm）；

3）第一层装料并摊平后，将装有混合料的容量筒2放置在振动台的磁吸位置，开启振动台的电磁铁开关，将容量筒2固定在振动台上；

4）将载重压块置于试样的表面，参照图3，启动振动台控制器面板上的开关，振动台即工作，振动45s后关闭开关，振动频率不小于50Hz，振幅为0.5mm；

5）用直尺测量容量筒2的净空高度，分别确定第一层的试样的高度和第二层所需的高度，然后根据高度比例关系确定第二层混凝土试样所需的质量；

6）将计算所得的第二层试样装入容量筒内，整平后，重复步骤4），并观察记录振动压实后试件表面半面积的出浆情况；

7）整平试件的表面，将试件连同容量筒2从振动台上取下，称量并记录容量筒2和试件的质量，单位为kg，精确到5g；

8）取出容量筒2内的试件，用直尺在试件不同部位测量其高度，并取平均值作为试件的高度，确定碾压混凝土试件的体积；

9）将试件沿直径从上往下切为两半，分别从两部分中取不少于300g的试样装入铝盒中，将两份试样放进烘箱中，在110℃±5℃温度下烘15～16个小时，取出试样称量确定试样的含水率，并取平均值作为试样的实际含水率；

10）碾压混凝土拌合物的含水量一般为干料（骨料+胶凝材料）质量的4～8%，根据试样表面的出浆情况增加或者减小用水量，每次试验用水量变化值可取为0.75～1%，搅拌碾压混凝土混合料得到新的均匀试样，并重复以上1）～9）步骤，为了得到理想的干密度与含水率的关系曲线，至少需要进行四组含水量不同的试验；

11）根据试验数据计算各组试验的干密度，并以试样的干密度作为纵坐标，试样的含水率作为横坐标，绘制干密度与含水率的关系曲线，曲线中峰值处的纵、横坐标分别为混合料的最大干密度和最佳含水率；

碾压混凝土试件的湿密度按下式计算：

$\mathrm{\ρ}=\frac{M_{\mathrm{ms}}-M_m}{V}$

式中，ρ为碾压混凝土试件的湿密度（kg/m³），M_ms为容量筒和底板及试样的质量（kg），M_m为容量筒和底板的质量（kg），V为碾压混凝土试件的体积（m³）。

碾压混凝土试件的干密度按下式计算：

${\mathrm{\ρ}}_d=\frac{\mathrm{\ρ}}{1+\mathrm{\ω}}$

式中，ρ_d为碾压混凝土试件的干密度（kg/m³），ρ为碾压混凝土试件的湿密度（kg/m³），ω为碾压混凝土试件的实际含水率，

12）根据试验选择密实度较大且稠度满足要求的配合比作为碾压混凝土的配合比。

Claims (1)

1.一种基于施压振动法确定路用碾压混凝土配合比方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）对容量筒（2）内壁进行润滑，称量并记录容量筒（2）和底板（3）的质量，单位为kg，精确至5g；

2）取搅拌均匀的试样分两层装入容量筒（2）内，两层总厚为127mm，第一层添加2.5kg～3.0kg的试样，第二层试样添加量根据第一层的压实情况确定，第二层所需混凝土质量按下式计算：

$M_2=M_1\×\frac{127-h_1}{h_1}$

式中，M₁为第一层添加的碾压混凝土试样的质量（kg），M₂为第二层添加的碾压混凝土试样的质量（kg），h₁为第一层碾压混凝土试样经振动压实后的高度（mm）；

3）第一层装料并摊平后，将装有混合料的容量筒（2）放置在振动台的磁吸位置，开启振动台的电磁铁开关，将容量筒（2）固定在振动台上；

4）将载重压块（4）置于试样的表面，启动振动台控制器面板上的开关，振动台即工作，振动45s后关闭开关，振动频率不小于50Hz，振幅为0.5mm；

5）用直尺测量容量筒（2）的净空高度，分别确定第一层的试样的高度和第二层所需的高度，然后根据高度比例关系确定第二层混凝土试样所需的质量；

6）将计算所得的第二层试样装入容量筒内，整平后，重复步骤4）；

7）整平试件的表面，将试件连同容量筒（2）从振动台上取下，称量并记录容量筒（2）和试件的质量，单位为kg，精确到5g；

8）取出容量筒（2）内的试件，用直尺在试件不同部位测量其高度，并取平均值作为试件的高度，确定碾压混凝土试件的体积；

9）将试件沿直径从上往下切为两半，分别从两部分中取不少于300g的试样装入铝盒中，将两份试样放进烘箱中，在110℃±5℃温度下烘15～16个小时，取出试样称量确定试样的含水率，并取平均值作为试样的实际含水率；

10）碾压混凝土拌合物的含水量为干料，即骨料和胶凝材料质量的4～8%，根据试样表面的出浆情况增加或者减小用水量，每次试验用水量变化值取为0.75～1%，搅拌碾压混凝土混合料得到新的均匀试样，并重复以上1）～9）步骤，为了得到理想的干密度与含水率的关系曲线，至少需要进行四组含水量不同的试验；

11）根据试验数据计算各组试验的干密度，并以试样的干密度作为纵坐标，试样的含水率作为横坐标，绘制干密度与含水率的关系曲线，曲线中峰值处的纵、横坐标分别为混合料的最大干密度和最佳含水率；

碾压混凝土试件的湿密度按下式计算：

$\mathrm{\ρ}=\frac{M_{\mathrm{ms}}-M_m}{V}$

式中，ρ为碾压混凝土试件的湿密度（kg/m³），M_ms为容量筒和底板及试样的质量（kg），M_m为容量筒和底板的质量（kg），V为碾压混凝土试件的体积（m³），

碾压混凝土试件的干密度按下式计算：

${\mathrm{\ρ}}_d=\frac{\mathrm{\ρ}}{1+\mathrm{\ω}}$

式中，ρ_d为碾压混凝土试件的干密度（kg/m³），ρ为碾压混凝土试件的湿密度（kg/m³），ω为碾压混凝土试件的实际含水率，

12）根据试验选择密实度大且稠度满足要求的配合比作为碾压混凝土的配合比。

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