基于强度及氯离子渗透性双指标混凝土配合比设计方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于强度及氯离子渗透性双指标混凝土配合比设计方法，包括：(1)计算单掺水泥时，满足混凝土目标强度的用水量W及第一水泥用量Cf；(2)计算满足目标氯离子渗透性的第二水泥用量CD；(3)计算强度活性Kf，抗氯离子渗透性活性KD；(4)计算矿物掺和料用量FA以及水泥用量C；(5)计算混凝土配合比。本发明中提供的基于强度及氯离子渗透性双指标混凝土配合比设计方法，将氯离子渗透性指标作为目标性能参与到配合比设计阶段，设计出同时满足强度以及氯离子渗透性双指标的混凝土配合比。
【专利说明】
基于强度及氯离子渗透性双指标混凝土配合比设计方法
技术领域
[0001] 本发明涉及建筑材料的制作技术领域，特别涉及一种基于强度及氯离子渗透性双 指标混凝土配合比设计方法。
【背景技术】
[0002] 随着混凝土技术的不断发展，人们对于混凝土这一建筑材料认识不断加深，结合 考虑可持续发展的设计理念以及对生态环境的保护，采用粉煤灰等矿物掺合料作为混凝土 原材料已经被广泛应用在实际工程当中。并且近年来混凝土的耐久性问题逐渐被引起重 视。其中，由于滨海环境下氯离子的侵蚀导致钢筋锈蚀的问题尤为突出，氯离子渗透性影响 混凝土的耐久性。但由于粉煤灰及水泥对混凝土的性能影响不同，如何合理调整矿物掺合 料的比例以达到既能满足混凝土工程实际要求的强度，同时又能满足混凝土在滨海环境下 抵抗氯离子侵蚀的能力是混凝土配合比设计的关键。
[0003] 目前工程中采用的混凝土配合比设计方法大多按照JGJ55-2011《普通混凝土配合 比设计规程》的要求执行。但该方法主要是以强度为控制指标的混凝土配合比设计方法，对 于耐久性的配合比设计，规范中仅仅通过限定最大水胶比及最小胶凝材料用量来改善混凝 土的耐久性，并未把耐久性的指标融入到配合比设计当中，既该方法不能以定量的耐久性 指标作为混凝土配合比设计的依据。
[0004] 除了既有的规范JGJ55-2011，还有一种以改善混凝土的密实性来提高混凝土耐久 性性能的配合比设计方法，陈建奎教授2000年提出了高性能混凝土配合比设计的全计算 法，此方法首先提出混凝土的体积模型，并通过体积模型推导出单位用水量及砂率的计算 公式。其改进了传统配合比设计采用的绝对体积法，但全计算法认为混凝土中各组分具有 体积加和性，此方法未考虑矿物掺合料的活性；由于粉煤灰及矿粉等矿物掺合料随龄期的 不同，其反应程度不同。故在进行全计算法进行配合比设计时并未考虑材料的化学属性，假 定了矿物掺合料的化学属性、物理性能与水泥一致。
[0005] 基于此，传统配合比设计方法未能将混凝土的耐久性指标融入配合比设计过程当 中，难以达到混凝土的强度及耐久性双重控制的要求。因此利用矿物掺合料如粉煤灰与水 泥活性不同这一特点将粉煤灰活性的概念引入配合比设计当中，从而实现同时控制强度及 耐久性的配合比设计方法具有重要的意义。
【发明内容】
[0006] 本发明的主要目的为提供一种基于强度及氯离子渗透性双指标混凝土配合比设 计方法，将氯离子渗透性指标作为目标性能参与到配合比设计阶段，设计出同时满足强度 以及氯离子渗透性双指标的混凝土配合比。
[0007] 本发明提出一种基于强度及氯离子渗透性双指标混凝土配合比设计方法，包括以 下步骤：
[0008] (1)计算单掺水泥时，满足混凝土目标强度的用水量W及第一水泥用量Cf;
[0009] (2)计算满足目标氯离子渗透性的第二水泥用量Cd;
[0010] 将满足混凝土目标强度的用水量W及目标氯离子扩散系数指标Dm1代入混凝土 28d 氯离子扩散系数与水灰比的关系模型中，反算出满足目标氯离子渗透性的水泥用量，记为 第二水泥用量Cd;
[0011] (3)计算强度活性Kf，抗氯离子渗透性活性Kd ;
[0012] 利用28d矿物掺和料对应的强度及氯离子渗透性计算与相同质量水泥所产生的强 度的比值以及氯离子渗透性的比值，记为强度活性K f，抗氯离子渗透性活性Kd;
[0013 ](4)计算矿物掺和料用量FA以及水泥用量C;
[0014]建立同时满足混凝土目标强度及氯离子渗透性双指标的胶凝材料计算方程组：
[0015] C+Kf X FA=Cf ^ C+Kd X FA = Cd
[0016] 所述胶凝材料包括所述水泥以及矿物掺和料，计算矿物掺和料用量FA以及水泥用 量C，即为同时满足混凝土目标强度及氯离子渗透性双指标要求的胶凝材料用量；
[0017] (5)根据同时满足混凝土目标强度及氯离子渗透性的用水量W、水泥用量C及矿物 掺和料用量FA，计算混凝土配合比。
[0018] 进一步地，所述矿物掺和料包括粉煤灰、矿粉以及硅灰。
[0019] 进一步地，所述矿物掺和料为粉煤灰时，分别建立粉煤灰强度活性Kf、抗氯离子渗 透性活性Kd与FA/C的关系函数，其中FA为粉煤灰用量，C为水泥用量;拟合得公式为：
[0020] Kf = 0.92-0.62X (FA/C) ^Kd = O.97-0.51 X (FA/C)〇
[0021 ]进一步地，所述计算单掺水泥时，满足混凝土目标强度的用水量W及第一水泥用量 Cf的计算公式为：
[0022]
[0023] fCU)〇 = fCU)k+1.645〇,
[0024] 其中，~与办为回归系数，根据粗骨料品种取值;fb为胶凝材料28d胶砂抗压强度， f?, Q为混凝土强度配置值，f?, k为混凝土目标强度值，用水量W根据混凝土的坍落度、粗骨料 的品种、尺寸以及外加剂的减水率β确定。
[0025] 进一步地，所述混凝土的i丹落度为100mm-250mm的栗送混凝土。
[0026]进一步地，单掺水泥时，fb计算公式为：
[0027] fb = rc*fce,g,
[0028] 其中，为富余系数，fce,g为水泥强度等级。
[0029]进一步地，所述28d氯离子扩散系数与水灰比的关系模型为：
[0030]
[0031] 其中a和b为根据水泥类型进行调整的模型参数；为目标氯离子扩散系数指 标Drcm 〇
[0032]本发明中提供的基于强度及氯离子渗透性双指标混凝土配合比设计方法，具有以 下有益效果：
[0033] 本发明中提供的基于强度及氯离子渗透性双指标混凝土配合比设计方法，通过粉 煤灰活性K值对混凝土强度及氯离子渗透性的不同影响，首次提出粉煤灰针对不同混凝土 性能有不同活性，利用粉煤灰的活性值将粉煤灰等效成水泥，最终得到同时满足强度及氯 离子渗透性的胶凝材料计算方程组，将氯离子渗透性指标作为目标性能参与到配合比设计 阶段，设计出同时满足强度以及氯离子渗透性双指标的混凝土配合比。同时，该设计方法也 适用于矿粉、硅灰等其他矿物掺合料的配合比设计。
【附图说明】
[0034] 图1是本发明实施例中基于强度及氯离子渗透性双指标混凝土配合比设计方法流 程不意图。
[0035] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0036] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 [0037]参照图1，为本发明实施例中基于强度及氯离子渗透性双指标混凝土配合比设计 方法流程示意图。
[0038]本发明一实施例中提出一种基于强度及氯离子渗透性双指标混凝土配合比设计 方法，包括以下步骤：
[0039]步骤Sl，计算单掺水泥时，满足混凝土目标强度的用水量W及第一水泥用量Cf; [0040]根据混凝土目标强度指标以及普通混凝土配合比设计方法JGJ55-2011《普通混凝 土配合比设计规程》要求，计算在单掺水泥时满足混凝土目标强度的水灰比W/C，并得到满 足混凝土目标强度的用水量W及第一水泥用量Cf。
[0041 ]上述计算在单掺水泥时满足混凝土目标强度的水灰比W/C计算公式为：
[0042]
[0043]则上述计算单掺水泥时，满足混凝土目标强度的用水量W及第一水泥用量Cf的计 算公式为：
[0044；
[0045] fCU)〇 = fCU)k+1.645〇,
[0046] 上述公式均为根据现有规范JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》得到。其 中，^与办为回归系数，根据粗骨料品种取值;f b为胶凝材料28d胶砂抗压强度，可实测或通 过水泥强度等级乘以相应富裕系数;f?,o为混凝土强度配置值;f?,k为混凝土目标强度值； 用水量W根据混凝土的坍落度、粗骨料的品种、尺寸以及外加剂的减水率β确定。
[0047] 上述混凝土的i丹落度为100mm-250mm的栗送混凝土。
[0048]单掺水泥时，fb计算公式为：
[0049] fb = rc*fce,g
[0050] 其中，r。为富余系数，fmg为水泥强度等级。
[0051 ]步骤S2，计算满足目标氯离子渗透性的第二水泥用量Cd ;
[0052]将满足混凝土目标强度的用水量W及目标氯离子扩散系数指标Dm1代入混凝土 28d 氯离子扩散系数与水灰比的关系模型中，反算出满足目标氯离子渗透性的水泥用量，记为 第二水泥用量Cd。
[0053] 上述28d氯离子扩散系数与水灰比的关系模型为：
[0054]
[0055]上述关系模型为施养杭2004年发表的文章《含多种因素的氯离子侵入混凝土的有 限差分计算模型》中的28d氯离子扩散系数与水灰比的模型。其中a和b为根据水泥类型进行 调整的模型参数;Dg.为目标氯离子扩散系数指标DR?。目标氯离子扩散系数即为本实施 例中混凝土目标氯离子渗透性所需要满足的参数。在本实施例中，经实验所得，a取0.352，b 取1.34:因此，第二水泥用暈Cd计算公式为：
[0056]
[0057]步骤S3，计算强度活性Kf，抗氯离子渗透性活性Kd ;
[0058]利用28d矿物掺和料对应的强度及氯离子渗透性计算与相同质量水泥所产生的强 度的比值以及氯离子渗透性的比值，记为强度活性Kf，抗氯离子渗透性活性KD。
[0059] 进一步地，上述矿物掺和料包括粉煤灰、矿粉以及硅灰，对不同矿物掺和料进行配 合比设计时，只需根据不同矿物掺合料的活性值进行相关参数的调整即可。
[0060] 进一步地，当上述矿物掺和料为粉煤灰时，粉煤灰活性是相对于水泥而言，即为粉 煤灰反应产生的贡献与相同质量水泥反应产生的贡献之间的比值。利用28d不同掺量粉煤 灰对应的活性值与强度及氯离子渗透性，分别建立粉煤灰强度活性K f、抗氯离子渗透性活 性Kd与FA/C的关系函数，其中FA为粉煤灰用量，C为水泥用量;拟合得公式为：
[0061] Kf = 0.92-0.62X(FA/C)、KD = 0.97-0.51X (FA/C)
[0062] 步骤S4，计算矿物掺和料用量FA以及水泥用量C;
[0063]建立同时满足混凝土目标强度及氯离子渗透性双指标的胶凝材料计算方程组：
[0064] C+Kf X FA=Cf ^ C+Kd X FA = Cd
[0065] 上述胶凝材料包括水泥以及矿物掺和料，计算矿物掺和料用量FA以及水泥用量C， 即为同时满足混凝土目标强度及氯离子渗透性双指标要求的胶凝材料用量。
[0066] 上述方程中，C、FA为同时满足强度及氯离子渗透性要求的水泥用量和粉煤灰用 量，既是所要求得的未知数。Cf、C D、Kf、KD通过步骤Sl-步骤S3已经求得。方程组的意义在于： 假定单掺水泥时满足目标强度所需要的水泥用量为C f，满足目标氯离子渗透性所需要的水 泥用量为Cd，粉煤灰用量乘以对应的活性值为等效水泥用量，利用粉煤灰对不同混凝土性 能所体现出的不同活性值将粉煤灰等效成水泥最终得到水泥用量平衡的方程组。将步骤S3 中得到的K f与Kd的计算模型带入方程组有公式：
[0067]
[0068]
[0069] 计算调整后的水泥用量C及粉煤灰用量FA，此时的胶凝材料用量即可同时满足强 度及氯离子渗透性的要求。
[0070] 步骤S5,根据同时满足混凝土目标强度及氯离子渗透性的用水量W、水泥用量C及 矿物掺和料用量FA，计算混凝土配合比；
[0071] 根据同时满足混凝土目标强度及氯离子渗透性的用水量W、水泥用量C及矿物掺和 料用量FA，以及JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》中的质量法分别计算砂石用量， 得到同时满足混凝土目标强度及氯离子渗透性要求的双指标混凝土配合比。
[0072] 本发明实施例中提供的基于强度及氯离子渗透性双指标混凝土配合比设计方法， 通过粉煤灰活性K值对混凝土强度及氯离子渗透性的不同影响，首次提出粉煤灰针对不同 混凝土性能有不同活性，利用粉煤灰的活性值将粉煤灰等效成水泥，最终得到同时满足强 度及氯离子渗透性的胶凝材料计算方程组，将氯离子渗透性指标作为目标性能参与到配合 比设计阶段，设计出同时满足强度以及氯离子渗透性双指标的混凝土配合比。同时，该设计 方法也适用于矿粉、硅灰等其他矿物掺合料的配合比设计。
[0073]上述混凝土粗细骨料、水泥、粉煤灰等原材料主要针对工程实际，均需符合JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》的要求。有其他特殊要求的原材料如再生骨料等不在此 研究范围。
[0074]在一具体实施例中，靠海的陆上建筑外墙混凝土的配合比设计方法如下：
[0075] 1、确定混凝土目标强度及目标氯离子渗透性性能：
[0076]某靠海的陆上建筑外墙根据GB/T 50476-2008《混凝土结构耐久性设计规范》属于 海洋氯化物环境，其环境作用等级确定为m-D，按照设计使用年限为50年计算，满足耐久性 要求的混凝土最低强度为C40,28d龄期氯离子扩散系数要求< 10(单位I X 10-12m2/s)。既 根据本案例要求设计出同时满足混凝土强度2 C40,氯离子渗透系数为< 10 X 10-12m2/s的 混凝土。本实施例中取混凝土抗压强度为C40,氯离子渗透系数为10X10-12m 2/s进行阐述。 [0077] 2、确定混凝土制备所采用的原材料：
[0078] 根据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》，由于本实施例中混凝土设计强度 等级为C40，故选取普通硅酸盐水泥P. 0 42.5R，结合当地混凝土制备原材料情况选取粗骨 料直径为5-31.5mm的碎石，粉煤灰为F类Π级灰，减水剂采用减水率为30 %的聚羧酸高性能 减水剂。混凝土坍落度根据实际工程要求定为200mm。
[0079] 3、计算混凝土强度配置值：
[0080] 根据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》有公式：
[0081] fCU)〇>fcU)k+1.645〇
[0082] 本案例中fcu,k为40MPa，标准差σ取5MPa，计算得混凝土强度配置值f cu,o为48MPa。
[0083] 4、计算满足目标强度的用水量W及满足强度的第一水泥用量Cf:
[0084] 根据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》水胶比计算公式：
[0085]
[0086]
[0087]
[0088] 上式中fcu,o为48MPa，当粗骨料为碎石时，回归系数(^与办分别取〇. 53和0.2，fb为 胶凝材料28d胶砂抗压强度，根据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》其计算方式为：
[0089] fb = rfrsf ce, f ce = rcf ce, g,
[0090] 当只掺水泥时，rf、rs都取1，故有fb = Mfmg，其中，r。为富余系数，本实施例中取 1.16; fee,8为水泥强度等级，本实施例中水泥强度等级为为42.5;计算得fb= 1.16*42.5 = 49.3MPa。将以上数据分别带入水灰比计算公式有：
[0091]
[0092] nj ZN里·W H、」爛疋与工H、」初、WW利 H、」lift神、尺寸以及外加剂的减水率β有 关，根据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》表5.2.1-2及公式mwQ = m' wQ(1 -β)，当混 凝土坍落度要求为200mm时根据表5.2.1-2确定公式中m'wQ的取值为230，β为减水剂的减水 率取30%，计算得m wQ为161kg。公式中mwQ表示掺减水剂时满足坍落度要求的单位用水量，既 本实施例中的用水量W= 161kg，单掺水泥时满足强度的第一水泥用量Cf = 161/0.49 = 329kg〇
[0093] 5、确定单掺水泥时满足目标氯离子渗透性的第二水泥用量Cd:
[0094]根据本发明步骤S2中第二水泥用量Cd的计算公式，将用水量W= 161kg及28d氯离 子渗透性目标值/>3. =10 (单位I X 10-12m2/s)代入公式计算得
[0095]
[0096]此时，满足目标强度的第一水泥用量Cf为329kg，满足目标氯离子渗透性的第二水 泥用量Cd为333kg。
[0097] 6、计算同时满足目标强度及氯离子渗透性要求的胶凝材料用量：
[0098]利用本发明步骤S4中的公式方程组：
[0099]
[0100]
[0101]
[0102]
[0103]
[0104] 解上述二元二次方程组得C = 284kg，FA = 56kg。
[0105] 7、计算混凝土配合比：
[0106]根据本实施例上述步骤中已得出用水量W为161kg，水泥用量C为284kg，粉煤灰用 量FA为56kg，故可知水胶比为161/(284+56) =0.47,根据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设 计规程》5.4.2规定确定砂率为0.4;按照质量法确定混凝土的容重为2400kg/m3，则砂的用 量为（2400-161-284-56)*0.4 = 759.61^，石子用量为（2400-161-284-56)*0.6 = 1139.41^; 最终同时满足混凝土 28d抗压强度40MPa，氯离子渗透系数为10X10-12m2/4^混凝土配合 比为：用水量W为161kg，水泥用量C为284kg，粉煤灰用量FA为56kg，砂用量760kg，石子用量 1139kg〇
[0107] 按照此配合比进行混凝土配置并在标准养护的情况下测得28d混凝土抗压强度为 43.810^，达到28(1混凝土抗压强度040的要求;实测28(1氯离子扩散系数(通过此1方法检测） 为9.13 X 10-12m2/s，满足28d氯离子扩散系数目标上限值10 X 10-12m2/s的要求。由此说明 根据该混凝土配合比设计方法制备的混凝土可同时满足抗压强度及氯离子渗透性的双指 标要求。
[0108] 在另一具体实施例中，桥墩混凝土的配合比设计方法如下：
[01 09] 1、确定混凝土目标强度及目标氯离子渗透性性能：
[0110]某桥墩根据GB/T 50476-2008《混凝土结构耐久性设计规范》属于海洋氯化物环 境，其环境作用等级确定为m-D，按照设计使用年限为50年计算，满足耐久性要求的混凝土 最低强度为C40,28d龄期氯离子扩散系数要求< 10(单位I X 10-12m2/s)。根据本实施例要 求设计出同时满足混凝土目标强度2 C40，目标氯离子渗透系数为< 10 X 10-12!112/8的混凝 土。本实施例中取混凝土抗压强度C45,氯离子渗透系数8X10-12m 2/s进行阐述。
[0111 ] 2、确定混凝土制备所采用的原材料：
[0112]根据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》，由于本案例中混凝土设计强度等 级为C45，故选取普通硅酸盐水泥P.0 42.5R，结合当地混凝土制备原材料情况选取粗骨料 直径为5-31.5_的碎石，粉煤灰为F类Π级灰，减水剂采用减水率为30 %的聚羧酸高性能减 水剂。混凝土坍落度根据实际工程要求定为150_。
[0113] 3、计算混凝土强度配置值：
[0114] 根据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》有公式：
[0115] fcu,〇2fcu,k+1.645〇
[0116] 本案例中f?,k为45MPa，标准差σ取5MPa，计算得混凝土强度配置值为53MPa。
[0117] 4、计算满足目标强度的用水量W及满足强度的第一水泥用量Cf:
[0118] 根据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》水胶比计算公式：
[0119]
[0120]
[0121]
[0122] 式中fcu,o为53MPa，当粗骨料为碎石时，回归系数(^与办分别取〇. 53和0.2，fb为胶 凝材料28d胶砂抗压强度，根据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》其计算方式为：
[0123] fb = rfrsfce,f ce - ref ce, g ?
[0124] 当只掺水泥时，rf、rs都取I，故有fb = Mfmg，其中，r。为富余系数，本实施例中取 1.16; fee,8为水泥强度等级，本实施例中水泥强度等级为为42.5;计算得fb= 1.16*42.5 = 49.3MPa。将以上数据分别带入水灰比计算公式有：
[0125]
[0126] 用爪重W的佛疋与、屁凝土的坍洛度、杻官科的品柙、尺寸以及外加剂的减水率β有 关，根据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》中的表5.2.1-2&&SmwQ = m'wQ(l-i3)， 当混凝土坍落度要求为150mm时根据表5.2.1-2确定公式中m'wQ的取值为220，β为减水剂的 减水率取30%，计算得m wQ为154kg。公式中mwQ表示掺减水剂时满足坍落度要求的单位用水 量，既本实施例中的用水量W= 154kg，单掺水泥时满足强度的第一水泥用量Cf = 154/0.45 = 342kg〇
[0127] 5、确定单掺水泥时满足目标氯离子渗透性的第二水泥用量Cd:
[0128] 根据本发明步骤S2中第二水泥用量Cd的计算公式，将用水量W= 154kg及28d氯离 子渗透性目标值Dff =8 (单位I X l〇-12m2/s)代入公式计算得
[0129]
[0130] 此时，满足目标强度的第一水泥用量Cf为342kg，满足目标氯离子渗透性的第二水 泥用量Cd为374kg。
[0131] 6、计算同时满足目标强度及氯离子渗透性要求的胶凝材料用量：
[0132] 利用本发明实施例步骤S4中的公式方程组：
[0133]
[0134]
[0135]
[0136]
[0137]
[0138] 解上述二元二次方程组得C = 257kg，FA = 221kg。
[0139] 7、计算混凝土配合比：
[0140]根据本实施例上述步骤已得出用水量W为154kg，水泥用量C为257kg，粉煤灰用量 FA为221kg，故可知水胶比为157/(257+221) =0.32,根据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设 计规程》5.4.2规定确定砂率为0.4;按照质量法确定混凝土的容重为2400kg/m 3，则砂的用 量为（2400-154-257-221 )*0· 4 = 707.2kg，石子用量为（2400-154-257-221 )*0· 6 = 1139.41^;最终同时满足混凝土28(1抗压强度451〇^，氯离子渗透系数为10\10-121112/8的混 凝土配合比为：用水量W为154kg，水泥用量C为257kg，粉煤灰用量FA为221kg，砂用量707kg， 石子用量1061kg。
[0141]按照此配合比进行混凝土配置并在标准养护的情况下测得28d混凝土抗压强度为 47.3MPa，达到28d混凝土抗压强度C45的要求;实测28d氯离子扩散系数(通过RCM方法检测） 为7.5 X 10-12m2/s，满足28d氯离子扩散系数目标上限值8 X 10-12m2/s的要求。由此说明根 据该混凝土配合比设计方法制备的混凝土可同时满足抗压强度及氯离子渗透性的双指标 要求。
[0142]以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用 本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关 的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种基于强度及氯离子渗透性双指标混凝±配合比设计方法，其特征在于，包括W 下步骤： (1) 计算单渗水泥时，满足混凝±目标强度的用水量W及第一水泥用量Cf; (2) 计算满足目标氯离子渗透性的第二水泥用量Cd; 将满足混凝±目标强度的用水量W及目标氯离子扩散系数化CM代入混凝±28d氯离子扩 散系数与水灰比的关系模型中，反算出满足目标氯离子渗透性的水泥用量，记为第二水泥 用量Cd; (3) 计算强度活性Kf，抗氯离子渗透性活性Kd ; 利用28加广物渗和料对应的强度及氯离子渗透性计算与相同质量水泥所产生的强度的 比值W及氯离子渗透性的比值，记为强度活性Kf，抗氯离子渗透性活性Kd; (4) 计算矿物渗和料用量FAW及水泥用量C; 建立同时满足混凝±目标强度及氯离子渗透性双指标的胶凝材料计算方程组： C+Kf X FA 二 Cf、化虹 X FA 二 Cd 所述胶凝材料包括所述水泥W及矿物渗和料，计算矿物渗和料用量FAW及水泥用量C， 即为同时满足混凝±目标强度及氯离子渗透性双指标要求的胶凝材料用量； (5) 根据同时满足混凝±目标强度及氯离子渗透性的用水量W、水泥用量C及矿物渗和 料用量FA，计算混凝±配合比。2. 根据权利要求1所述的基于强度及氯离子渗透性双指标混凝±配合比设计方法，其 特征在于，所述矿物渗和料包括粉煤灰、矿粉W及娃灰。3. 根据权利要求1所述的基于强度及氯离子渗透性双指标混凝±配合比设计方法，其 特征在于，所述矿物渗和料为粉煤灰时，分别建立粉煤灰强度活性Kf、抗氯离子渗透性活性 Kd与FA/C的关系函数，其中FA为粉煤灰用量，C为水泥用量;拟合得公式为： Kf = 0.92-0.62 X (FA/C)、Kd = 0.97-0.51 X (FA/C)。4. 根据权利要求1所述的基于强度及氯离子渗透性双指标混凝±配合比设计方法，其 特征在于，所述计算单渗水泥时，满足混凝±目标强度的用水量W及第一水泥用量Cf的计算 公式为：fcu'o = fcu'k+l .6450， 其中，aa与Qb为回归系数，根据粗骨料品种取值;打为胶凝材料28d胶砂抗压强度，feu, 0为 混凝±强度配置值，f。。, k为混凝±目标强度值，用水量W根据混凝±的巧落度、粗骨料的品 种、尺寸W及外加剂的减水率閒角定。5. 根据权利要求4所述的基于强度及氯离子渗透性双指标混凝±配合比设计方法，其 特征在于，所述混凝±的巧落度为100mm-250mm的累送混凝±。6. 根据权利要求4所述的基于强度及氯离子渗透性双指标混凝±配合比设计方法，其 特征在于，单渗水泥时，打计算公式为： fb = rc*fce,g, 其中，。为富余系数，fee, g为水泥强度等级。7.根据权利要求1所述的基于强度及氯离子渗透性双指标混凝±配合比设计方法，其 特征在于，所述28d氯离子扩散系数与水灰比的关系模型为：其中a和b为根据水泥类型进行调整的模型参数;为目标氯离子扩散系数指标化CM。
【文档编号】G06F17/50GK105844007SQ201610163995
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】龙武剑, 张永旭, 彭武磊, 廖锦勋, 邢锋, 王卫仑, 罗启灵
【申请人】深圳大学