长期以来,人们对优化混凝土配合比的研究多着重在集料的密实堆积与有利于拌合物流变性能方面。
电子计算机广泛应用后,人们便可以采取虚拟堆积思路,利用数学模拟计算和若干试验数据得出各种密实堆积模型。
然而,不论哪种类型构思形成的数学模型与实际生产所用的砂石堆积状况仍然有某些程度的差距。
本研究从传统的连续级配密实堆积入手,结合国内建筑工程常用的5~25mm和5~20mm石子进行了试验研究,明确了砂率(sand ratio,SR)随胶结材用量变化的规律。
将传统的2个常用的连续级配计算式,依5种流变性类型混凝土调整为5个计算式,并得出了5种类型拌合物的最佳石子用量,从而有利于按不同流变性类型混凝土合理地设计堆积密实并符合拌合物流变性能的混凝土配合比。
1 传统的堆积密实原则设计混凝土配合比时,砂、石应有最密实的堆积。
获得最密实堆积的方法有两种,一种是著名的富勒(Fuller)氏连续级配理论,其方程式为:式(2)有利于混凝土的流动性,较适用于大流动性混凝土的砂、石最优级配。
另一种获得密实堆积的方法为间断级配,即用隔3个以上筛号的小颗粒来填充大颗粒空隙,如图2所示。
鉴于目前国内建筑工程施工混凝土的石子最大粒径多为25mm和20mm,下面分别用式(1)和式(2)来计算石子最大粒径为25,20mm的砂、石最密实堆积级配,如表1所示。
经反复多次试验后发现,最大粒径为25,20mm的石子,如按表1所示的2级配复配,则其空隙率均可降至38%以下;如按3级配、4级配复配,则其空隙率可降至36%以下。
2关于砂率鉴于砂、石