混凝土密實系數(shù)研究

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1、2002年第8期(總第154期)混凝土全國建筑科學(xué)核心期刊Number8in2002(TotalNo.154)ConcreteChinaBuildingScienceCorePeriodical混凝土密實系數(shù)研究王立久,曹明莉,艾紅梅(大連理工大學(xué)土木系,遼寧大連116024)[摘要]本研究從緊密堆積及改善新拌混凝土工作性出發(fā),推導(dǎo)出砂率理論公式,進而引出密實系數(shù)的概念。通過1432組實驗數(shù)據(jù)確定了密實系數(shù)用粗集料最大粒徑做其表征的數(shù)值;并分析了密實系數(shù)對坍落度、最大粒徑、集灰比的影響。[關(guān)鍵詞]

2、混凝土;砂率;密實系數(shù)[中圖分類號]TU528101[文獻標(biāo)識碼]A[文章編號]1002-3550(2002)08-0009-02細(xì)集料是混凝土的一種特殊組分,有其獨特的行為特征和*S6DPP111+WdQG+QG*=(1-SP)#QS+n(1-SP)QCC(3)作用,主要表現(xiàn)在填充密實和改善新拌混凝土工作性,它與粗*集料共同起骨架作用并貢獻于混凝土的強度及其耐久性。然-16DP令es=+*,則(3)為而長期以來,表征細(xì)集料僅限于/砂率0和/細(xì)度模數(shù)0。后者已dQGQGeses1W由人們認(rèn)可的計算

3、公式求得,并以/0163mm篩孔的累計篩余(1+)SP=1-+(4)QSnQCC[1]量控制在41%~70%范圍0作為中砂的判據(jù)。但對于前者,則一直是根據(jù)水灰比和粗集料種類及最大粒徑查表估算,并經(jīng)由B1W混凝土試配進行調(diào)整,缺乏理論依據(jù)。SP=A-Q+(5)nCC本文從考慮細(xì)集料的緊密填充及改善新拌混凝土工作性es-1的作用出發(fā),推導(dǎo)出砂率理論公式,同時提出密實系數(shù)es(Em2式中A=(1+QS),B=es#Abedaggregatecoefficient)的概念,并分析其影響因素及其作用。我們把

4、es定義為密實系數(shù)(InfilledAggregateCoefficient)。密實系數(shù)es一般應(yīng)通過實驗確定。1砂率公式的推導(dǎo)2密實系數(shù)es分析13粗集料形狀可量化為直徑為d的球體,球體體積為Pd,623表面積為Pd。1m混凝土中粗集料體積為G/QG,所包含球體由(4)整理6G6G的個數(shù)為3,總表面積為。如粗集料表面砂漿層厚度為1-SPG/CPdQGdQGes==(6)11WSP1+WSD,則有6GD+P*G的體積被水泥C、砂S和水W所填充,即nQC+C+QQC+CQ*SCdQGQGS6GD*G

5、SC分析式(4)可知,砂率主要取決于n、es、QC、QS、W?？蓪⑦@dQ+P*=++W(1)CGQGQSQC些因素分為二大類,第一類是影響混凝土粘滯性的因素。包括式中G,C,W,S)))分別為混凝土中粗集料、水泥、水、砂的WW量(kg);QC、QS、C,特別是C,其值越大,混凝土粘滯性越差,QC、QS反映QG,QC,QS)))分別為粗集料、水泥、砂的表觀密度(g/水泥的品質(zhì)和細(xì)集料對砂率的影響;第二類是影響混凝土流動3性的因素ecm);s和n,特別是es,它是新拌混凝土流動性的主要表*3GSQG)

6、))粗集料堆積密度(g/cm);征。從式(6)可以看出,影響es的因素主要有、和綜合水*CCP)))粗集料堆積空隙率(%)。1WGS灰比(+)。在水灰比不變的條件下,es主要取決于、由于QCCCCSSSP的數(shù)值。SP=,=S+GG1-SP如將式(6)變換以下,得到則(1)式可寫成Ges=(7)6GD*GSPG1WC+W+SdQ+P*=+CQC+C(2)QCQSGQG(1-SP)QS說明es的物理涵義是單位空隙體積粗集料的質(zhì)量。如式S+GC1又由于集灰比n=,則=CGn(1-SP)(7)兩邊同時除以

7、QG,則es/QG表示粗集料所占體積與其空隙則(2)轉(zhuǎn)化為體積的比值。[收稿日期]2002-03-13[基金項目]中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會5火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)6編制基金資助(98)建標(biāo)協(xié)字第08號);冶金部建筑研究院科研基金資助(99024)#9#值計為[SP]實,做圖如圖4所示。3實驗311原材料水泥:采用大連小野田水泥廠生產(chǎn)的4215普通硅酸鹽水泥,符合GB17521999;砂:采用大連大沙河河砂,細(xì)度模數(shù)216,符合JGJ5221992;碎石:采用大連石灰石礦生產(chǎn)石灰石,粒徑5mm~

8、3115mm連續(xù)級配,符合JGJ5321992;312實驗方案配制混凝土,成型試件尺寸為100mm@100mm@100mm,24小時后拆模,標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護至28天,依據(jù)GBJ812855普通混凝土力學(xué)性能試驗方法6測其立方體抗壓強度。4實驗成果分析1W圖2(+)一定時,es與n的關(guān)系11WSPQCC根據(jù)實驗數(shù)據(jù),由式(6)繪圖(1-SP)~(+)+,nQCCQS如圖1所示。圖中直線的斜率即為密實系數(shù)es的數(shù)值。1W圖3(+)一定時,es與[SP]的關(guān)系11WSPQCCx=(+)+nQCC