CN112094082A - 一种基于浆骨比和胶凝材料的透水混凝土的配制方法 - Google Patents

一种基于浆骨比和胶凝材料的透水混凝土的配制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于浆骨比和胶凝材料的透水混凝土的配制方法，本方法根据胶结料浆体占透水混凝土比例和粗骨料占透水混凝土比例确定浆骨比，然后科学合理的确定透水混凝土的胶凝材料用量，计算用水量，最终确定配合比。采用本发明能够有效的解决在实际试验过程中，设计了粗骨料和胶结料浆体占透水混凝土比例后难以进行配合比计算的问题，而且该发明能够科学合理的确定混凝土中各种材料用量，采用本方法配制的透水混凝土工作性能、透水性能和力学性能良好，可以实现对不同原材料和不同技术要求的透水混凝土进行科学合理的配合比设计，在技术上具有可行性和合理性。

Description

一种基于浆骨比和胶凝材料的透水混凝土的配制方法
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，具体是一种基于浆骨比和胶凝材料的透水混凝土的配制方法。
背景技术
透水混凝土是一种绿色环保材料，它是通过粗骨料表面涂覆适量的水泥浆以形成具有较高孔隙率的混凝土制品。透水混凝土具有良好的排水，防渗和保水性能。作为海绵城市建设的关键材料，可以广泛应用于路面铺装、建筑绿化、城市绿化、河流护坡等。相比于普通混凝土，透水混凝土是通过使用空隙率较大的粗骨料和取消使用细骨料，使其具有优异的透水性能，良好的隔热性能和轻质性。因此，透水混凝土需要保证一定的连通孔隙，满足透水性能要求，而且浆体体积不宜过大或者或小。浆体体积过大，容易造成浆体堵塞孔隙，透水性能较差；浆体体积过小，混凝土内部空隙较多，骨料之间粘结力差，混凝土力学性能较差。因此，在透水混凝土配合比设计过程中，有效控制胶结料浆体体积，是解决透水混凝土工作性能、透水性能和力学性能之间矛盾的关键。
目前透水混凝土的配合比设计方法主要按《透水水泥混凝土路面技术规程》（CJJ/T 135-2009）中规定的方法计算，运用粗骨料紧密堆积密度和设计孔隙率计算单位体积粗骨料用量和胶结料浆体体积，在一定范围内选择水胶比之后，计算胶凝材料和用水量，从而确定最终的配合比。但在实际试验过程中，先根据体积法设计粗骨料和胶结料浆体占透水混凝土比例，即确定浆骨比后，很难通过此配合比设计方法计算出各种材料实际用量。因此，当前需要一种能够科学合理的计算出不同技术要求的透水混凝土中各材料的实际用量的方法。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种基于浆骨比和胶凝材料的透水混凝土的配制方法。本方法根据胶结料浆体占透水混凝土比例和粗骨料占透水混凝土比例确定浆骨比，再合理的确定透水混凝土的胶凝材料用量，计算用水量，最终能够科学合理的确定混凝土中各种材料用量，采用本方法配制的透水混凝土工作性能、透水性能和力学性能良好。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于浆骨比和胶凝材料的透水混凝土的配制方法，包括如下步骤：
S1：按《普通混凝土用砂石质量及检验方法标准》（JGJ52-2006）的规定方法，测试粗骨料的颗粒级配、分计筛余、表观密度ρg；
S2：按《水泥密度测定方法》 (GB/T208-1994)的规定方法，测试胶凝材料的密度ρb；
S3：设计粗骨料占透水混凝土比例ωg，胶结料浆体占透水混凝土比例ωb，确定浆骨比B/G；
Figure 380932DEST_PATH_IMAGE002
式中B/G—浆骨比；ωg—粗骨料占透水混凝土比例，%；ωb—胶结料浆体占透水混凝土比例，%；
S4：计算孔隙率占透水混凝土比例；
Figure 111122DEST_PATH_IMAGE004
式中Rvoid—孔隙率，%；根据《透水水泥混凝土路面技术规程》（CJJ/T 135-2009）和《植被生态混凝土护坡技术规程》（DB42/T 1360-2018）中对孔隙率要求，确定孔隙率Rvoid;
S5：确定1m3透水混凝土中粗骨料用量mg；
Figure 953176DEST_PATH_IMAGE006
Figure 348385DEST_PATH_IMAGE008
式中Vg—每立方米透水混凝土中粗骨料体积，m3；mg—每立方米粗骨料用量，kg；
S6：根据《透水水泥混凝土路面技术规程》（CJJ/T 135-2009）和《植被生态混凝土护坡技术规程》（DB42/T 1360-2018）中胶凝材料的推荐用量，确定1m3透水混凝土中胶凝材料用量mb；
S7：确定1m3透水混凝土中水泥用量mc；
Figure 474342DEST_PATH_IMAGE010
式中mc—每立方米透水混凝土中水泥用量，kg；βc—水泥质量占胶凝材料用量，%；
S8：确定1m3透水混凝土中矿物掺合料用量mf；
Figure 296804DEST_PATH_IMAGE012
S9：确定1m3透水混凝土中用水量mw；
Figure 626154DEST_PATH_IMAGE014
Figure 825055DEST_PATH_IMAGE016
Figure 306983DEST_PATH_IMAGE018
式中Vb—每立方米透水混凝土中胶结料浆体体积，m3；VW—每立方米透水混凝土中水的体积，m3；ρw—水的密度，kg/m3；
S10：确定1m3透水混凝土中外加剂用量ma；
Figure 300346DEST_PATH_IMAGE020
式中ma—每立方米透水混凝土中外加剂用量，kg；βa—外加剂的掺量，%。
优选地，步骤S4道路用透水混凝土控制在孔隙率11%~17%，植生透水混凝土孔隙率≥25%。
优选地，步骤S6植生透水混凝土胶凝材料用量250~350kg，路基或路面透水混凝土胶凝材料用量300kg~450kg。
与现有技术相比，本发明的优点及有益效果为：
本发明在《透水水泥混凝土路面技术规程》（CJJ/T 135-2009）和《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）的基础上，根据胶结料浆体占透水混凝土比例和粗骨料占透水混凝土比例确定浆骨比，然后科学合理的确定透水混凝土的胶凝材料用量，计算用水量，最终确定配合比。采用本发明能够有效的解决在实际试验过程中，设计了粗骨料和胶结料浆体占透水混凝土比例后难以进行配合比计算的问题，而且该发明能够科学合理的确定混凝土中各种材料用量，采用本方法配制的透水混凝土工作性能、透水性能和力学性能良好，可以实现对不同原材料和不同技术要求的透水混凝土进行科学合理的配合比设计，在技术上具有可行性和合理性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
实施例1
某试验点采用采用普通硅酸盐水泥和骨料粒径为10～20mm的单粒径碎石制备植生透水混凝土，设计粗骨料占植生透水混凝土体积为56%，胶结料浆体占植生透水混凝土体积为19%，要求加入减水剂0.5%，依次按本设计方法步骤进行混凝土配合比设计：
S1:按《普通混凝土用砂石质量及检验方法标准》（JGJ52-2006）的规定方法，测得碎石表观密度ρg=1700kg/m3；
S2:按《水泥密度测定方法》 (GB/T208-1994)的规定方法，测试普通硅酸盐水泥的密度ρb=2900 kg/m3；
S3:确定浆骨比B/G；
Figure 116993DEST_PATH_IMAGE022
式中B/G—浆骨比；ωg—粗骨料占透水混凝土比例，%；ωb—胶结料浆体占透水混凝土比例，％；
S4:计算孔隙率占透水混凝土比例；
Figure 854005DEST_PATH_IMAGE024
式中Rvoid—孔隙率，%
S5:确定1m3透水混凝土中粗骨料用量mg；
Figure 377390DEST_PATH_IMAGE026
Figure 118819DEST_PATH_IMAGE028
式中Vg—每立方米透水混凝土中粗骨料体积，m3；mg—每立方米粗骨料用量，kg；
S6: 根据《植被生态混凝土护坡技术规程》（DB42/T 1360-2018）中胶凝材料的推荐用量，确定1m3透水混凝土中胶凝材料用量mb=300kg；
S7:确定1m3透水混凝土中水泥用量mc，因为本试验中不要求加入矿物掺合料，所以mc=mb；
mc=mb=300kg
S8: 确定1m3透水混凝土中矿物掺合料用量mf；
mf=mb-mc=0kg
S9:确定1m3透水混凝土中用水量mw；
Figure 360444DEST_PATH_IMAGE030
Figure 697885DEST_PATH_IMAGE032
Figure 341356DEST_PATH_IMAGE034
式中Vb—每立方米透水混凝土中胶结料浆体体积，m3；VW—每立方米透水混凝土中水的体积，m3；ρw—水的密度，kg/m3；
S10: 确定1m3透水混凝土中外加剂用量ma；
Figure 676522DEST_PATH_IMAGE036
式中ma—每立方米透水混凝土中外加剂用量，kg；βa—外加剂的掺量，%。
因此，通过计算得知，1m3透水混凝土中原材料用量为：
水泥﹕水﹕粗集料：矿物掺合料：外加剂＝300kg﹕90kg﹕952kg﹕0kg﹕1.5kg。
本发明在《透水水泥混凝土路面技术规程》（CJJ/T 135-2009）和《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）的基础上，根据胶结料浆体占透水混凝土比例和粗骨料占透水混凝土比例确定浆骨比，然后科学合理的确定透水混凝土的胶凝材料用量，计算用水量，最终确定配合比。采用本发明能够有效的解决在实际试验过程中，设计了粗骨料和胶结料浆体占透水混凝土比例后难以进行配合比计算的问题，而且该发明能够科学合理的确定混凝土中各种材料用量，采用本方法配制的透水混凝土工作性能、透水性能和力学性能良好，可以实现对不同原材料和不同技术要求的透水混凝土进行科学合理的配合比设计，在技术上具有可行性和合理性。
以上内容是结合具体的/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施例做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应视为属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于浆骨比和胶凝材料的透水混凝土的配制方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：按《普通混凝土用砂石质量及检验方法标准》（JGJ52-2006）的规定方法，测试粗骨料的颗粒级配、分计筛余、表观密度ρg；
S2：按《水泥密度测定方法》 (GB/T208-1994)的规定方法，测试胶凝材料的密度ρb；
S3：设计粗骨料占透水混凝土比例ωg，胶结料浆体占透水混凝土比例ωb，确定浆骨比B/G；
Figure 884264DEST_PATH_IMAGE002
式中B/G—浆骨比；ωg—粗骨料占透水混凝土比例，%；ωb—胶结料浆体占透水混凝土比例，%；
S4：计算孔隙率占透水混凝土比例；
Figure 963079DEST_PATH_IMAGE004
式中Rvoid—孔隙率，%；根据《透水水泥混凝土路面技术规程》（CJJ/T 135-2009）和《植被生态混凝土护坡技术规程》（DB42/T 1360-2018）中对孔隙率要求，确定孔隙率Rvoid；
S5：确定1m3透水混凝土中粗骨料用量mg；
Figure 523373DEST_PATH_IMAGE006
Figure 295020DEST_PATH_IMAGE008
式中Vg—每立方米透水混凝土中粗骨料体积，m3；mg—每立方米粗骨料用量，kg；
S6：根据《透水水泥混凝土路面技术规程》（CJJ/T 135-2009）和《植被生态混凝土护坡技术规程》（DB42/T 1360-2018）中胶凝材料的推荐用量，确定1m3透水混凝土中胶凝材料用量mb；
S7：确定1m3透水混凝土中水泥用量mc；
Figure 557243DEST_PATH_IMAGE010
式中mc—每立方米透水混凝土中水泥用量，kg；βc—水泥质量占胶凝材料用量，%；
S8：确定1m3透水混凝土中矿物掺合料用量mf；
Figure 439748DEST_PATH_IMAGE012
S9：确定1m3透水混凝土中用水量mw；
Figure 792232DEST_PATH_IMAGE014
Figure 797097DEST_PATH_IMAGE016
Figure 235032DEST_PATH_IMAGE018
式中Vb—每立方米透水混凝土中胶结料浆体体积，m3；VW—每立方米透水混凝土中水的体积，m3；ρw—水的密度，kg/m3；
S10：确定1m3透水混凝土中外加剂用量ma；
Figure 468698DEST_PATH_IMAGE020
式中ma—每立方米透水混凝土中外加剂用量，kg；βa—外加剂的掺量，%。
2.根据权利要求1所述基于浆骨比和胶凝材料的透水混凝土的配制方法，其特征在于：步骤S4道路用透水混凝土控制在孔隙率11%~17%，植生透水混凝土孔隙率控制在≥25%。
3.根据权利要求1所述基于浆骨比和胶凝材料的透水混凝土的配制方法，其特征在于：步骤S6植生透水混凝土胶凝材料用量250~350kg，路基或路面透水混凝土胶凝材料用量300kg~450kg。
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