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配合比全计算法设计的数学模型

发布时间:2018-03-29 11:53 | 编辑:新甫京手机网站 | 29 次浏览
混凝土配合比设计是混凝土材料科学和工程应用中最基本的问题。以强度为基础的传统配合比设计方法(即假定容重法和绝对体积法)已不能满足现代混凝土配合比设计的要求。现代混凝土配合比”全计算法”设计是以”工作性、强度和耐久性”为基础建立普适数学模型,并推导出混凝土用水量和砂率的计算公式。进而、将此二式与水胶(灰)比定则相结合就能实现混凝土配合比和组成的全计算,故称谓全计算法。全计算法的创建和推广应用几近十年,受...

混凝土配合比设计是混凝土材料科学和工程应用中最基本的问题。以强度为基础的传统配合比设计方法(即假定容重法和绝对体积法)已不能满足现代混凝土配合比设计的要求。现代混凝土配合比”全计算法”设计是以”工作性、强度和耐久性”为基础建立普适数学模型,并推导出混凝土用水量和砂率的计算公式。进而、将此二式与水胶(灰)比定则相结合就能实现混凝土配合比和组成的全计算,故称谓全计算法。全计算法的创建和推广应用几近十年,受到广泛的关注,取得良好的技术经济效益。全计算法不仅适用于所有现代混凝土的配合比设计和计算,而且能检验和验证其它配合比的正确性。

  1. 现代混凝土的数学模型

现代混凝土组成复杂,其中包括水泥、矿物细掺料、砂、石、空气、水和外加剂等7个组分。最简单处理方法是用多项式表示:

    F(x)=a+bx1+cx2+fx3+gx4+hx5+ix6+jx7     

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传统混凝土体积加合模型(图1) 

混凝土由水泥、砂、石、空气和水组成; 在单位体积中:

(1)石子的空隙由砂子填充;

(2)砂子的空隙由水泥浆填充;

(3)水灰比决定混凝土的强度。

  由此表明:Ve+Vs+Vg=1000

   式中:       Ve=Vw+Vc+Va

     Ve、Vw、Vc、Va、Vs和Vg-分别为水泥浆、水、水泥、空气、砂和石子的体积(l/m 3 )。

      这种体积加合模型与水灰比定则组成联立方程不能求解。必须参照有关规范中的统计数据才能计算混凝土配合比。其坍落度是通过用水量调整的。以强度为基础的传统混凝土配合比设计方法已不适用于现代混凝土的要求。

B.现代混凝土体积相关模型(图2) 

混凝土由水泥、矿物细掺料、砂、石、空气、水和外加剂等组分构成,在单位积体中,

   (1)    石子间的空隙由干砂浆填充;

   (2)    干砂浆中的空隙由水填充;

   (3)    水胶比决定混凝土强度。

     根据此模型: Vw+Ves+Vg=1000          (3)

     其中、干砂浆由水泥、矿物细掺料、空气和砂子组成,即: Ves=Vc+Vf+Va+Vs          

(4)

      在一定体系中,干砂浆体积是常数。Ves大小取决于石子的最大粒径,石子粒径越大、比表面积越小,因此Ves越小。 Ves-干砂浆积体(l/ m3 )

 


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