CN110096671A - 一种基于目标抗压强度和渗透系数的多孔混凝土配合比确定方法 - Google Patents

一种基于目标抗压强度和渗透系数的多孔混凝土配合比确定方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110096671A
CN110096671A CN201910370239.0A CN201910370239A CN110096671A CN 110096671 A CN110096671 A CN 110096671A CN 201910370239 A CN201910370239 A CN 201910370239A CN 110096671 A CN110096671 A CN 110096671A
Authority
CN
China
Prior art keywords
compression strength
celluar concrete
infiltration coefficient
target
ratio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910370239.0A
Other languages
English (en)
Inventor
朱亚洲
杨张兵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Collier Environmental Protection Technology Co Ltd
Original Assignee
Collier Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Collier Environmental Protection Technology Co Ltd filed Critical Collier Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority to CN201910370239.0A priority Critical patent/CN110096671A/zh
Publication of CN110096671A publication Critical patent/CN110096671A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/11—Complex mathematical operations for solving equations, e.g. nonlinear equations, general mathematical optimization problems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00991—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for testing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/20—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于目标抗压强度和渗透系数的多孔混凝土配合比确定方法。采用回归分析方法，得出抗压强度、渗透系数与多孔混凝土密度的关系，估算目标性能下多孔混凝土密度。根据密度和配合比参数之间的回归方程，确定满足相应性能的多孔混凝土配合比。本发明的配合比确定方法，可根据密度和配合比参数的回归方程进行多组配合比参数的试算，以最大限度满足目标性能。

Description

一种基于目标抗压强度和渗透系数的多孔混凝土配合比确定 方法
技术领域
本发明涉及多孔混凝土配合比设计领域。
背景技术
抗压强度和渗透系数是多孔混凝土重要的性能指标，合理的配合比是实现其目标性能的关键因素。但目前多孔混凝土配合比设计主要采用体积法，以密度和孔隙率作为主要设计指标，不能保证设计的多孔混凝土满足强度和渗透性能要求。
发明内容
本发明的目的在于提出一种基于目标抗压强度和透水系数的多孔混凝土配合比确定方法，更好地保证拌合物满足功能要求，减少试配过程。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
1.基于目标抗压强度和渗透系数的多孔混凝土配合比确定方法，其特征在于，包括如下步骤：
①确定多孔混凝土所需的目标抗压强度和目标渗透系数。抗压强度的选定根据路面或坡面的荷载情况确定，渗透系数的确定根据当地的气象数据确定。
②根据目标抗压强度和目标渗透系数采用回归分析方法，预测硬化后多孔混凝土的密度。
多孔混凝土硬化后密度平均值ρ＝2031.32+7.546×CS-287.394×K+72.621×K2其中，CS为抗压强度，单位MPa，K为渗透系数，单位cm/s。
③确定能达到目标密度的配合比参数
配合比参数，如骨料级配，水灰比，浆骨比与多孔混凝土密度的关系可通过回归方程得到。
回归方程为
其中，为水灰比，为浆骨比，WAS为加权平均粒径，单位mm，Cu为不均匀系数。
④根据已经确定的配合比，验算多孔混凝土的抗压强度和渗透系数是否符合要求。抗压强度与配合比参数的关系为：
渗透系数与配合比参数的关系为：
⑤验算多孔混凝土的孔隙率P
孔隙率和密度的回归方程为P＝-0.051×ρ+127.89
多孔混凝土孔隙率不得低于15％。
其中所述步骤①中所述目标抗压强度范围为5-26MPa，目标渗透系数范围为0.05-3.5cm/s。
其中所述步骤②所述平均密度预测值ρ，其预测的偏移量为±150kg/m3。回归方程拟合所用材料为P42.5普通硅酸盐水泥，石灰岩骨料。
其中所述步骤③所述骨料级配，用加权平均粒径WAS和不均匀系数Cu表示。
其中所述步骤③所述配合比参数需在合理范围内。水灰比范围0.2-0.4，浆骨比范围0.15-0.4，平均骨料粒径范围4-10mm，不均匀系数小于等于2。
有益效果
1.本发明基于多孔混凝土目标性能进行配合比设计，设计结果进行再次验算，可取多组配合比参数值比较，选取最优值，以保证多孔混凝土的抗压强度和渗透系数满足要求，减少配合比设计中的试配过程，简化配合比设计。
2.本发明提出的回归方程和实际测量值有较好的吻合度，方程预测精度高，偏差小。
3.本发明提出回归方程法可适用于不同标号水泥，不同种类混凝土，有较大的适用范围。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
基于目标抗压强度和目标渗透系数的多孔混凝土配合比确定方法，包括如下步骤：
1.确定目标抗压强度为10MPa，目标渗透系数为1.5cm/s。
2.预测目标混凝土硬化后的密度为1839kg/m3。
3.选取平均粒径为4.75mm，不均匀系数为1.0的骨料。根据回归方程，若水灰比取0.25，则浆骨比取0.32；若水灰比取0.3，则浆骨比取0.26；若水灰比取0.35，则浆骨比取0.21。
4.验算抗压强度和渗透系数。
水灰比取0.25时，抗压强度为12.4MPa，渗透系数K＝1.3cm/s
水灰比取0.3时，抗压强度为13.7MPa，渗透系数K＝1.5cm/s
水灰比取0.35时，抗压强度为11.6MPa，渗透系数k＝1.4cm/s
5.验算孔隙率
水灰比取0.25时，孔隙率为33.6％
水灰比取0.3时，孔隙率为34.4％
水灰比取0.35时，孔隙率为34.4％
综合考虑，水灰比取0.35，浆骨比取0.21，平均粒径为4.75mm，不均匀系数为1时，多孔混凝土性能与目标性能最为接近。
实施例2
基于目标抗压强度和目标渗透系数的多孔混凝土配合比确定方法，包括如下步骤：
1.确定目标抗压强度为15MPa，目标渗透系数为1.0cm/s。
2.预测目标混凝土硬化后的密度为1930kg/m3。
3.选取平均粒径为7.61mm，不均匀系数为1.8的骨料。根据回归方程，若水灰比取0.25，则浆骨比取0.28；若水灰比取0.3，则浆骨比取0.21；若水灰比取0.35，则浆骨比取0.17。
4.验算抗压强度和渗透系数。
水灰比取0.25时，抗压强度为14.9MPa，渗透系数K＝0.99cm/s
水灰比取0.3时，抗压强度为15.4MPa，渗透系数K＝1.3cm/s
水灰比取0.35时，抗压强度为14.1MPa，渗透系数k＝1.1cm/s
5.验算孔隙率
水灰比取0.25时，孔隙率为27.8％
水灰比取0.3时，孔隙率为29.4％
水灰比取0.35时，孔隙率为28.5％
综合考虑，水灰比取0.25，浆骨比取0.28，平均粒径为7.61mm，不均匀系数为1.8时，多孔混凝土性能与目标性能最为接近。

Claims (5)

1.基于目标抗压强度和渗透系数的多孔混凝土配合比确定方法，其特征在于，包括如下步骤：
①确定多孔混凝土所需的目标抗压强度和目标渗透系数。抗压强度的选定根据路面或坡面的荷载情况确定，渗透系数的确定根据当地的气象数据确定。
②根据目标抗压强度和目标渗透系数采用回归分析方法，预测硬化后多孔混凝土的密度。
多孔混凝土硬化后密度平均值ρ＝2031.32+7.546×CS-287.394×K+72.621×K2
其中，CS为抗压强度，单位MPa，K为渗透系数，单位cm/s。
③确定能达到目标密度的配合比参数
配合比参数，如骨料级配，水灰比，浆骨比与多孔混凝土密度的关系可通过回归方程得到。
回归方程为其中，为水灰比，为浆骨比，WAS为加权平均粒径，单位mm，Cu为不均匀系数。
④根据已经确定的配合比，验算多孔混凝土的抗压强度和渗透系数是否符合要求。抗压强度与配合比参数的关系为：
渗透系数与配合比参数的关系为：
⑤验算多孔混凝土的孔隙率P
孔隙率和密度的回归方程为P＝-0.051×ρ+127.89
多孔混凝土孔隙率不得低于15％。
2.权利要求1中所述的基于目标抗压强度和渗透系数的多孔混凝土配合比确定方法，其特征在于步骤①中所述目标抗压强度范围为5-26MPa，目标渗透系数范围为0.05-3.5cm/s。
3.权利要求1中所述的基于目标抗压强度和渗透系数的多孔混凝土配合比确定方法，其特征在于步骤②所述平均密度预测值ρ，其预测的偏移量为±150kg/m3。回归方程拟合所用材料为P42.5普通硅酸盐水泥，石灰岩骨料。
4.权利要求1中所述的基于目标抗压强度和渗透系数的多孔混凝土配合比确定方法，其特征在于步骤③所述骨料级配，用加权平均粒径WAS和不均匀系数Cu表示。
5.权利要求1中所述的基于目标抗压强度和渗透系数的多孔混凝土配合比确定方法，其特征在于步骤③所述配合比参数需在合理范围内。水灰比范围0.2-0.4，浆骨比范围0.15-0.4，平均骨料粒径范围4-10mm，不均匀系数小于等于2。
CN201910370239.0A 2019-05-06 2019-05-06 一种基于目标抗压强度和渗透系数的多孔混凝土配合比确定方法 Pending CN110096671A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910370239.0A CN110096671A (zh) 2019-05-06 2019-05-06 一种基于目标抗压强度和渗透系数的多孔混凝土配合比确定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910370239.0A CN110096671A (zh) 2019-05-06 2019-05-06 一种基于目标抗压强度和渗透系数的多孔混凝土配合比确定方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110096671A true CN110096671A (zh) 2019-08-06

Family

ID=67446927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910370239.0A Pending CN110096671A (zh) 2019-05-06 2019-05-06 一种基于目标抗压强度和渗透系数的多孔混凝土配合比确定方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110096671A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112094082A (zh) * 2020-09-29 2020-12-18 广西壮族自治区水利科学研究院 一种基于浆骨比和胶凝材料的透水混凝土的配制方法
CN112115409A (zh) * 2020-09-04 2020-12-22 广东工业大学 一种基于骨料特性的高强高透水混凝土配合比设计方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101929930A (zh) * 2009-11-11 2010-12-29 深圳大学 一种水泥28天胶砂抗压强度快速预测方法
CN102116716A (zh) * 2010-08-10 2011-07-06 中国水利水电第十四工程局有限公司 一种测定塑性混凝土弹性模量的试验方法
CN109359737A (zh) * 2018-09-04 2019-02-19 华北水利水电大学 再生骨料透水混凝土bp神经网络预测分析方法
CN109357854A (zh) * 2018-11-01 2019-02-19 中国农业大学 一种叠片过滤器性能的综合评价方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101929930A (zh) * 2009-11-11 2010-12-29 深圳大学 一种水泥28天胶砂抗压强度快速预测方法
CN102116716A (zh) * 2010-08-10 2011-07-06 中国水利水电第十四工程局有限公司 一种测定塑性混凝土弹性模量的试验方法
CN109359737A (zh) * 2018-09-04 2019-02-19 华北水利水电大学 再生骨料透水混凝土bp神经网络预测分析方法
CN109357854A (zh) * 2018-11-01 2019-02-19 中国农业大学 一种叠片过滤器性能的综合评价方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘志广: "多孔改性水泥混凝土基层材料研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 *
齐宽: "永平铜矿全尾砂胶结充填材料性能与采场围岩稳定性研究", 《中国博士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112115409A (zh) * 2020-09-04 2020-12-22 广东工业大学 一种基于骨料特性的高强高透水混凝土配合比设计方法
CN112115409B (zh) * 2020-09-04 2022-05-13 广东工业大学 一种基于骨料特性的高强高透水混凝土配合比设计方法
CN112094082A (zh) * 2020-09-29 2020-12-18 广西壮族自治区水利科学研究院 一种基于浆骨比和胶凝材料的透水混凝土的配制方法
CN112094082B (zh) * 2020-09-29 2021-12-10 广西壮族自治区水利科学研究院 一种基于浆骨比和胶凝材料的透水混凝土的配制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tasdemir et al. A comparative study on the thermal conductivities and mechanical properties of lightweight concretes
Xu et al. Investigation on the properties of porous concrete as road base material
Yang et al. Tests on high-performance aerated concrete with a lower density
Song et al. Estimation of the permeability of silica fume cement concrete
CN107614223B (zh) 通过骨料中的最小空隙和水泥浆的共用来找到混凝土配比的方法
CN110096671A (zh) 一种基于目标抗压强度和渗透系数的多孔混凝土配合比确定方法
US20190099945A1 (en) Composite materials for three dimensional (3d) printing objects for construction applications
Ahmed et al. A Comparative Study of Popular Concrete Mix Design Methods from Qualitative and Cost-Effective Point of View for Extreme Environment.
CN112380708B (zh) 水泥-集料-外加剂体系的高强透水混凝土优化设计方法
CN109305781B (zh) 一种基于骨架结构的高强、高透水混凝土配合比设计方法
KR101628672B1 (ko) 유성타입의 표면 마감제를 이용하여 콘크리트 표면의 건조를 방지하는 초고성능 콘크리트의 제조 방법
US20170101343A1 (en) Fire-proof magnesium oxysulfate plate and methods of making same
CN106320129A (zh) 一种超薄磨耗层沥青混合料的配合比设计方法
Pongsopha et al. Thermal and acoustic properties of sustainable structural lightweight aggregate rubberized concrete
CN104098315B (zh) 一种耐久加气砖及其制备方法
CN108395276A (zh) 一种利用建筑废弃物制备轻质高强现浇混凝土隔墙的方法
CN102444234A (zh) 多功能混凝土复合隔热保温砖及其制备与应用
CN105946311B (zh) 一种超高韧性抗冲击防暴复合板及其制备方法
CN114262186A (zh) 一种高强度高透水率的透水混凝土及其制备方法
CN104926229A (zh) 珊瑚砂水硬性道路基层、道路基层材料及其制备方法
CN106223152B (zh) 一种易于施工的细粒式高性能再生沥青混凝土
Qin et al. Prediction of mechanical strength based on deep learning using the scanning electron image of microscopic cemented paste backfill
Weiss Internal Curing for Concrete Pavements:[techbrief]
CN104098314B (zh) 一种抗菌耐磨加气砖及其制备方法
CN107001138A (zh) 带有从废轮胎回收的橡胶的、具有降低的行进冲击噪声的轻质弹性混凝土底基层

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190806