一种铁路工程自密实混凝土组分配制方法
【技术领域】
[0001] 本发明技术属于混凝土领域，具体涉及应用于自密实混凝土的配制方法。
【背景技术】
[0002] 铁路工程自密实混凝土（简称SCC)需要拌合物具有很高的流动性并且在浇筑过 程中不离析、不泌水，能够不经振捣而充满模板和包裹钢筋的混凝土。需要具备高流动性、 高稳定性、通过钢筋间隙能力及自填充性。SCC相对于其它工程用混凝土，由于其较大的流 动性，较高的用水量，使得SCC易产生离析和泌水现象，具有相对较大的塑性收缩和徐变。 实际工程中，出现大量由于水粉比过大、细粒体体积及细粒桨体体积不合理等配合比设计 不当等原因造成自密实混凝土离析、泌水或抓底等问题的案例。
[0003] 要满足铁路工程自密实混凝土的工作性能，必须要有合理的细粒体体积用量。若 细粒体体积用量过大，将造成混凝土干缩大、水化热大，降低了混凝土抗裂性及耐久性能。 若细粒体体积用量过少，则不能满足其工作性能。铁路自密实混凝土对工作性能要求更加 苛刻，而且铁路混凝土尤其重视混凝土结构缺陷对寿命的影响。目前，尽管SCC混凝土的配 合比设计方法有很多，但尚未有一种稳定、统一、可靠的方法。通常出现某一配合比仅适用 于某一具体工程，能够获得优质的高性能混凝土，而当同一配合比应用于不同原材料（无 论是原材料品种、等级亦或者是生产厂家不同等）的其它工程时性能却差别很大，为此不 得不再次通过大量试验反复试配，耗费大量的时间和资源。出现这个问题的本质原因在于， 相同体积不同品种的细粒体单位体积的需水量差别很大，表现出来的泌水率指标以及分层 离析性能差别很大。甚至，同样体积、同一等级的同一细粒体种类（比如都是一级粉煤灰） 流动性能和需水量指标也都是界定了一个范围，需水量也有较大的差别，导致配合比设计 非常困难，甚至无法进行。因此，评定自密实混凝土配制材料的技术指标是存在缺陷的，工 程上尚未有有效的方法解决这一难题。本发明弥补现有指标的缺陷，鉴于100目石灰石细 粒体性能稳定，以100目石灰石细粒体为基准，从最优细粒体体积角度出发，提出一种基于 等效石灰石细粒体体积模数的自密实混凝土的配制方法。
【发明内容】
[0004] 鉴于评定自密实混凝土配制材料的技术指标存在缺陷，导致现有自密实混凝土配 制方法的不确定性和不统一，缺乏一种适用于原材料任何变动的可靠性配制方法。本发明 的目的是解决工程上的这一难题，提供一种基于等效石灰石细粒体体积模数的自密实配制 技术，无论原材料如何变化，均可配制出综合性能优良的自密实混凝土。
[0005] 本发明的目的是通过如下的步骤实现的。
[0006] 一种铁路工程自密实混凝土组分配制方法，基于性能稳定的100目石灰石细粒体 等效体积模数Kn、单方混凝土推荐用水量、不同填充性等级混凝土等效细粒体浆体体积推 荐值V s^、为控制参数求取需要外加的等效细粒体质量，实现铁路工程自密实混凝土的标 准化配制，确保自密实混凝土的综合性能；其中：
[0007] 1)等效石灰石细粒体体积模数Kn由以下方法确定：
[0008] 等效石灰石细粒体体积模数是指[第η种细粒体组分达到与100目石灰石细粒体 相同水泥净浆流动度，相同体积下，相同的泌水率时所需最大用水量WJ与[100目石灰石 细粒体达到一定净浆流动度和一定泌水率时所需最大用水量WJ之比，
[0010] 确定第η种细粒体组分的等效石灰石细粒体体积模数Kn ;
[0011] 2)单方混凝土推荐用水量由下表确定：
[0014] 3)不同填充性等级混凝土等效细粒体浆体体积推荐值Vs^由下表确定：
[0017] 4)需要外加的细粒体的质量计算公式：
[0019] 公式中符号说明：
[0020] MF-外加细粒体的质量，单位kg ;
[0021 ] W-单方混凝土推荐用水量，单位kg ;
[0022] C-水泥的用量，单位kg ;
[0023] S-砂子的用量，单位kg ;
[0024] MAl-第1种矿物掺合料的用量，单位kg ;
[0025] M2-第2种矿物掺合料的用量，单位kg;
[0026] Mn-第η种矿物掺合料的用量，单位kg ;
[0027] P c-水泥的密度，单位g/cm3;
[0028] P mi-第1种矿物掺合料的密度，单位g/cm3;
[0029] P m2-第2种矿物掺合料的密度，单位g/cm3;
[0030] P mn-第η种矿物掺合料的密度，单位g/cm3;
[0031] P SY-机制砂中细粒体的密度，单位g/cm3;
[0032] γ -机制砂中细粒体（粒径彡0. 15mm)含量的百分比；
[0033] P MF-外加细粒体的密度，单位g/cm3;
[0034] Ke-水泥的等效100目石灰石细粒体体积模数；
[0035] K1-第1种矿物掺合料的等效100目石灰石细粒体体积模数；
[0036] K2-第2种矿物掺合料的等效100目石灰石细粒体体积模数；
[0037] Kn-第η种矿物掺合料的等效100目石灰石细粒体体积模数；
[0038] Ksy-机制砂中细粒体的等效100目石灰石细粒体体积模数；
[0039] Kmf-外加细粒体的等效100目石灰石细粒体体积模数；
[0040] 其中，C-水泥的用量、S-砂子的用量和ΜΑη-第η种矿物掺合料的用量按JGJ/ Τ283《自密实混凝土应用技术规程》规范获得。
[0041] 在本发明中，设计要点的是提出了以100目石灰石细粒体为基准，确定其它粒径 <0. 15_细粒体组分（水泥、矿物掺合料及其它）的等效石灰石细粒体体积模数。作为基 准的100目石灰石细粒体净浆流动度测定方法参照GB/T8077-2012《混凝土外加剂匀质性 试验方法》水泥净浆流动度测定方法，净浆的制备方法参照GB/T1346《水泥标准稠度用水 量、凝结时间、安定性检验方法》。其中100目石灰石细粒体代替标准规范中水泥。
[0042] 本发明结合铁路工程自密实混凝土的特点和聚羧酸高性能减水剂的性能特点，根 据实践经验给出满足耐久性和施工工作性的单方混凝土用水量推荐值（见表1)，表1结合 铁路工程自密实混凝土的特点和聚羧酸高性能减水剂的性能特点，根据实践经验给出满足 施工工作性的单方混凝土推荐用水量。
[0043] 根据规范JGJ/T283《自密实混凝土应用技术规程》确定各物料，包括砂（S)、石 (G)、水泥（C)胶凝材料及聚羧酸高性能减水剂的用量，单位均用kg表示。
[0044] 本发明基于自密实混凝土施工工作性和经济性给出最优的不同填充性等级混凝 土等效细粒体浆体体积推荐值V s^见表2。
[0045] 表2获得是通过配制100目石灰石细粒体、机制砂（已筛掉0. 15mm以下的细粒体 成分）、石子、水及聚羧酸高性能减水剂为原材料拌制石灰石拌合物，以石灰石细颗粒和水 的总体积作为浆体体积，确定出能够满足自密实混凝土施工工作性要求的最佳浆体体积， 并以此作为等效浆体体积推荐值，试验确定出能够满足自密实混凝土施工工作性要求的最 佳浆体体积，获得不同填充性等级混凝土对应的不同100目石灰石细颗粒体积，并以此作 为等效浆体体积推荐值。该自密实混凝土等效细粒体浆体体积，基于自密实混凝土可靠、稳 定的施工工作性而创造性设计。
[0046] 最后确定外加的细粒体质量。
[0047] 根据前面所获控制参数计算需要外加的细粒体体积，并按照就地取材的原则，优 先选用质量稳定的石