CN107480463B - 水泥混凝土结构内部气泡离析程度的计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水泥混凝土结构内部气泡离析程度的计算方法，包括如下步骤：制备混凝土试件；将所述混凝土试件切割成等体积的至少两个测试块；测量每一测试块的体积和质量；以及根据如下公式计算得出每一测试块的气泡离析程度：

式中，

为对应第i个测试块的气泡离析程度，i为正整数，v为混凝土试件的体积，Δv为对应第i个测试块的气泡含量高于均值的部分，ρ_i为对应第i个测试块的密度，

为混凝土试件的平均密度。本发明提供的计算方法，在计算过程中所涉及的参数获取便捷，计算过程涉及参数均为试验直接获取，准确可靠，计算过程简单，结果准确性高。

Description

水泥混凝土结构内部气泡离析程度的计算方法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，特指一种水泥混凝土结构内部气泡离析程度的计算方法。

背景技术

混凝土内部气泡尺寸从微米到厘米级，可跨越多个数量级，在振捣的过程中气泡逐渐向上运动，部分可排出，部分残留于混凝土本体中。气泡含量在混凝土工程中举足轻重，但截至目前，如何量化气泡在混凝土材料中的分布均匀程度还没有一种简洁直观的方法，所以有必要提出一种简单直观的水泥混凝土气泡离析程度的计算方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种水泥混凝土结构内部气泡离析程度的计算方法，解决现有技术中无法量化气泡在混凝土材料中的分布均匀程度的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种水泥混凝土结构内部气泡离析程度的计算方法，包括如下步骤：

制备混凝土试件；

将所述混凝土试件切割成等体积的至少两个测试块；

测量每一测试块的体积和质量，并计算出每一测试块的密度和所述混凝土试件的平均密度；以及

根据公式一计算得出每一测试块的气泡离析程度：

公式一中，

为对应第i个测试块的气泡离析程度，i为正整数，v为混凝土试件的体积，△v为对应第i个测试块的气泡含量高于均值的部分，ρ_i为对应第i个测试块的密度，

为混凝土试件的平均密度。

本发明提供的计算方法，在计算过程中所涉及的参数获取便捷，计算过程涉及参数均为试验直接获取，准确可靠，计算过程简单，结果准确性高。本发明只需要测量得出测试块的体积和质量，即可量化估算出每一测试块的气泡离析程度。

本发明水泥混凝土结构内部气泡离析程度的计算方法的进一步改进在于，所述公式一的推导过程包括：

以密度计算公式为基础，

公式二中，ρ为密度，m为质量，v为体积；

对所述公式二求微分，可得到：

公式三中，由于每一测试块的体积相同，则有

根据所述公式三得到公式四：

公式四中，

为混凝土试件的平均密度，ρ_g为气体密度，相对于混凝土试件的密度可视为0，v为混凝土试件的体积，△v为对应测试块的气泡含量高于均值的部分，

为气泡离析程度；

根据所述公式三和所述公式四得到所述公式一。

本发明水泥混凝土结构内部气泡离析程度的计算方法的进一步改进在于，所述混凝土试件的平均密度为：

公式五中，

为混凝土试件的平均密度，m_i为第i个测试块的质量，v_i为第i个测试块的体积。

本发明水泥混凝土结构内部气泡离析程度的计算方法的进一步改进在于，切割所述混凝土试件时，沿所述混凝土试件的厚度方向进行切割以形成测试块。

本发明水泥混凝土结构内部气泡离析程度的计算方法的进一步改进在于，在根据公式一计算得出每一测试块的气泡离析程度时，假设所述混凝土试件中的骨料均匀分布。

附图说明

图1为本发明混凝土试件切割形成测试块及其内部气泡分布的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种水泥混凝土结构内部气泡离析程度的计算方法，气泡离析类似于骨料离析，是指在水泥混凝土结构内部气泡分布的不均匀程度。本发明的水泥混凝土结构内部气泡离析程度的计算方法，量化了混凝土在制备过程中由于振捣而引起的气泡分布不均，对工程实践中控制现浇混凝土在振捣过程中内部气泡含量具有直接指导意义。该计算方法简单，可运用于工程实践领域。下面结合附图对本发明水泥混凝土结构内部气泡离析程度的计算方法进行说明。

参阅图1，显示了本发明的混凝土试件切割形成测试块及其内部气泡分布的结构示意图。下面结合图1，对本发明提供的水泥混凝土结构内部气泡离析程度的计算方法进行说明。

如图1所示，本发明提供的一种水泥混凝土结构内部气泡离析程度的计算方法，包括如下步骤：

制备混凝土试件20，该混凝土试件20由水泥混凝土浇筑而成；

将混凝土试件20切割成等体积的至少两个测试块21，在试验时，可将混凝土试件20切割成等体积的n个测试块21，其中n≥2，n为正整数，在切割时确保每个测试块21的体积相等或者相近似；每一测试块21内均分布有气泡211，而每一测试块21内的气泡211的分布情况不同，通过本发明的计算方法可计算出每一测试块21内的气泡离析程度；

测量每一测试块21的体积和质量，并计算出每一测试块的密度和所述混凝土试件的平均密度，根据密度计算公式计算得出每一测试块的密度；以及

根据公式一计算得出每一测试块21的气泡离析程度：

公式一中，

为对应第i个测试块的气泡离析程度，i为正整数，1≤i≤n，v为混凝土试件20的总体积，由各个测试块21的体积求和得出，△v为对应第i个测试块的气泡含量高于均值的部分，ρ_i为对应第i个测试块的密度，

为混凝土试件的平均密度。

在根据公式一计算得出每一测试块21的气泡离析程度时，假设混凝土试件20中的骨料均匀分布，骨料为混凝土的主要原料。

进一步地，公式一的推导过程包括：

以密度计算公式为基础，

公式二中，ρ为密度，m为质量，v为体积；

对公式二求微分，可得到：

公式三的演算过程为：

公式三中，由于每一测试块的体积相同，则有

根据公式三得到公式四：

公式四中，

为混凝土试件20的平均密度，ρ_g为气体密度，可视为大气密度，相对于混凝土试件的密度可视为0，v为混凝土试件20的总体积，△v为对应测试块的气泡含量高于均值的部分，

为高出部分在总体积中所占比，即为气泡离析程度；

根据公式三和公式四得到公式一。

公式三和公式四可简化为：

更进一步地，混凝土试件20的平均密度为：

公式五中，

为混凝土试件20的平均密度，m_i为第i个测试块21的质量，v_i为第i个测试块21的体积，i为正整数，1≤i≤n。测试块21的质量和体积均由测量得到，本发明的计算过程中所设计的参数均获取便捷，计算过程涉及参数均为试验直接获取，准确可靠，计算过程简单，结果可靠。

作为本发明的一较佳实施方式，切割混凝土试件20时，沿混凝土试件20的厚度方向进行切割以形成测试块21。从混凝土试件20的顶部向底部进行等体积切割形成测试块21。

下面利用本发明水泥混凝土结构内部气泡离析程度的计算方法进行举例计算：

假设一圆柱水泥混凝土试件，从顶至底切割成3个测试块，各个测试块的质量、体积以及计算结果如下表1所示：

表1：混凝土试件中各个测试块的质量、体积以及气泡离析程度值

在表1中显示，水泥混凝土试件在制备过程中上层测试块的气泡含量高于均值0.460％，中层测试块和底层测试块气泡含量低于均值0.042％和0.418％，结果与实际经验相符。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种水泥混凝土结构内部气泡离析程度的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

制备混凝土试件；

将所述混凝土试件切割成等体积的至少两个测试块；

测量每一测试块的体积和质量，并计算出每一测试块的密度和所述混凝土试件的平均密度；以及

根据公式一计算得出每一测试块的气泡离析程度：

公式一中，为对应第i个测试块的气泡离析程度，i为正整数，v为混凝土试件的体积，△v为对应第i个测试块的气泡含量高于均值的部分，ρ_i为对应第i个测试块的密度，

为混凝土试件的平均密度。

2.如权利要求1所述的水泥混凝土结构内部气泡离析程度的计算方法，其特征在于，所述公式一的推导过程包括：

以密度计算公式为基础，

公式二中，ρ为密度，m为质量，v为体积；

对所述公式二求微分，可得到：

公式三中，由于每一测试块的体积相同，则有

根据所述公式三得到公式四：

公式四中，

为混凝土试件的平均密度，ρ_g为气体密度，相对于混凝土试件的密度可视为0，v为混凝土试件的体积，△v为对应第i个测试块的气泡含量高于均值的部分，

为对应第i个测试块的气泡离析程度；

根据所述公式三和所述公式四得到所述公式一。

3.如权利要求1所述的水泥混凝土结构内部气泡离析程度的计算方法，其特征在于，所述混凝土试件的平均密度为：

公式五中，

为混凝土试件的平均密度，m_i为第i个测试块的质量，v_i为第i个测试块的体积。

4.如权利要求1所述的水泥混凝土结构内部气泡离析程度的计算方法，其特征在于，切割所述混凝土试件时，沿所述混凝土试件的厚度方向进行切割以形成测试块。

5.如权利要求1所述的水泥混凝土结构内部气泡离析程度的计算方法，其特征在于，在根据公式一计算得出每一测试块的气泡离析程度时，假设所述混凝土试件中的骨料均匀分布。