混凝土密实系数研究

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1、2002年第8期(总第154期)混凝土全国建筑科学核心期刊Number8in2002(TotalNo.154)ConcreteChinaBuildingScienceCorePeriodical混凝土密实系数研究王立久,曹明莉,艾红梅(大连理工大学土木系,辽宁大连116024)[摘要]本研究从紧密堆积及改善新拌混凝土工作性出发,推导出砂率理论公式,进而引出密实系数的概念。通过1432组实验数据确定了密实系数用粗集料最大粒径做其表征的数值;并分析了密实系数对坍落度、最大粒径、集灰比的影响。[关键词]

2、混凝土;砂率;密实系数[中图分类号]TU528101[文献标识码]A[文章编号]1002-3550(2002)08-0009-02细集料是混凝土的一种特殊组分,有其独特的行为特征和*S6DPP111+WdQG+QG*=(1-SP)#QS+n(1-SP)QCC(3)作用,主要表现在填充密实和改善新拌混凝土工作性,它与粗*集料共同起骨架作用并贡献于混凝土的强度及其耐久性。然-16DP令es=+*,则(3)为而长期以来,表征细集料仅限于/砂率0和/细度模数0。后者已dQGQGeses1W由人们认可的计算

3、公式求得,并以/0163mm筛孔的累计筛余(1+)SP=1-+(4)QSnQCC[1]量控制在41%~70%范围0作为中砂的判据。但对于前者,则一直是根据水灰比和粗集料种类及最大粒径查表估算,并经由B1W混凝土试配进行调整,缺乏理论依据。SP=A-Q+(5)nCC本文从考虑细集料的紧密填充及改善新拌混凝土工作性es-1的作用出发,推导出砂率理论公式,同时提出密实系数es(Em2式中A=(1+QS),B=es#Abedaggregatecoefficient)的概念,并分析其影响因素及其作用。我们把

4、es定义为密实系数(InfilledAggregateCoefficient)。密实系数es一般应通过实验确定。1砂率公式的推导2密实系数es分析13粗集料形状可量化为直径为d的球体,球体体积为Pd,623表面积为Pd。1m混凝土中粗集料体积为G/QG,所包含球体由(4)整理6G6G的个数为3,总表面积为。如粗集料表面砂浆层厚度为1-SPG/CPdQGdQGes==(6)11WSP1+WSD,则有6GD+P*G的体积被水泥C、砂S和水W所填充,即nQC+C+QQC+CQ*SCdQGQGS6GD*G

5、SC分析式(4)可知,砂率主要取决于n、es、QC、QS、W。可将这dQ+P*=++W(1)CGQGQSQC些因素分为二大类,第一类是影响混凝土粘滞性的因素。包括式中G,C,W,S)))分别为混凝土中粗集料、水泥、水、砂的WW量(kg);QC、QS、C,特别是C,其值越大,混凝土粘滞性越差,QC、QS反映QG,QC,QS)))分别为粗集料、水泥、砂的表观密度(g/水泥的品质和细集料对砂率的影响;第二类是影响混凝土流动3性的因素ecm);s和n,特别是es,它是新拌混凝土流动性的主要表*3GSQG)

6、))粗集料堆积密度(g/cm);征。从式(6)可以看出,影响es的因素主要有、和综合水*CCP)))粗集料堆积空隙率(%)。1WGS灰比(+)。在水灰比不变的条件下,es主要取决于、由于QCCCCSSSP的数值。SP=,=S+GG1-SP如将式(6)变换以下,得到则(1)式可写成Ges=(7)6GD*GSPG1WC+W+SdQ+P*=+CQC+C(2)QCQSGQG(1-SP)QS说明es的物理涵义是单位空隙体积粗集料的质量。如式S+GC1又由于集灰比n=,则=CGn(1-SP)(7)两边同时除以

7、QG,则es/QG表示粗集料所占体积与其空隙则(2)转化为体积的比值。[收稿日期]2002-03-13[基金项目]中国工程建设标准化协会5火灾后建筑结构可靠性鉴定标准6编制基金资助(98)建标协字第08号);冶金部建筑研究院科研基金资助(99024)#9#值计为[SP]实,做图如图4所示。3实验311原材料水泥:采用大连小野田水泥厂生产的4215普通硅酸盐水泥,符合GB17521999;砂:采用大连大沙河河砂,细度模数216,符合JGJ5221992;碎石:采用大连石灰石矿生产石灰石,粒径5mm~

8、3115mm连续级配,符合JGJ5321992;312实验方案配制混凝土,成型试件尺寸为100mm@100mm@100mm,24小时后拆模,标准养护至28天,依据GBJ812855普通混凝土力学性能试验方法6测其立方体抗压强度。4实验成果分析1W图2(+)一定时,es与n的关系11WSPQCC根据实验数据,由式(6)绘图(1-SP)~(+)+,nQCCQS如图1所示。图中直线的斜率即为密实系数es的数值。1W图3(+)一定时,es与[SP]的关系11WSPQCCx=(+)+nQCC