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专利号: 2022102512795
申请人: 长安大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水泥;混凝土;人造石;陶瓷;耐火材料〔4〕
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种大粒径CTB‑50水泥稳定碎石级配设计方法,其特征在于:包括:

步骤1:取碎石试样进行筛分,对筛分后的碎石试样进行分档,分档情况如下:D1档粒径范围为37.5mm~53mm、D2档粒径范围为19mm~37.5mm、D3档粒径范围为9.5mm~19mm、D4档粒径范围为4.75mm~9.5mm、D5档粒径范围为0~4.75mm;D5档碎石为细集料,其余档碎石为粗集料;

步骤2:在试模中装填D1档碎石,然后将部分D2档碎石填入到试模中的D1档碎石的间隙内,此时,测定出试模中集料的空隙率;

步骤3:再次向试模中填入质量为x的D2档碎石测定出集料的空隙率,重复上述步骤并建立填充D2档碎石的质量与空隙率的关系曲线;记空隙率最小时的D1档碎石质量:D2档碎石质量=A:(100‑A);

步骤4:在D1档和D2档碎石间隙中填入D3档碎石,此时,测定出试模中集料的空隙率;

步骤5:再次向试模中填入质量为y的D3档碎石测定出集料的空隙率,重复上述步骤并建立填充D3档碎石的质量与空隙率的关系曲线;记空隙率最小时的D1档碎石质量+D2档碎石质量:D3档碎石质量=B:(100‑B);由此根据步骤2~5得到粗集料级配比例为:步骤6:采用i值法进行细集料级配设计,取用不同的i值,成型掺入有水泥的D5档碎石的试件;

步骤7:测定步骤6所得到试件的抗压强度和劈裂强度,取试件强度达到最大时的i值作为D5档碎石的级配;

步骤8:通过上述步骤确定粗集料级配与细集料级配后,将符合细集料级配的D5档碎石和D4档碎石的混合集料填充于试模中的D1、D2和D3档碎石中,掺入水泥,改变D5和D4档碎石混合集料的总质量和/或改变D5和D4档碎石混合集料中D5和D4的比例,进而成型出多个含不同质量的D5和D4档碎石混合集料的集料成型试件;

步骤9:测试步骤8所得到试件的7d抗压强度和7d劈裂强度,取试件强度达到最大时的粗细集料比例作为最佳粗细集料比例;

步骤1中筛分前要预先将碎石试样放置于105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重,筛分时筛孔尺寸分别为53mm、37.5mm、19mm、9.5mm和4.75mm。

2.根据权利要求1所述的大粒径CTB‑50水泥稳定碎石级配设计方法,其特征在于:步骤

2中,试模为圆柱壳体,试模的截面直径为200mm,高度为230mm,试模内配备一个与所述试模尺寸相匹配的垫块,垫块尺寸为Φ199mm×h10mm。

3.根据权利要求1所述的大粒径CTB‑50水泥稳定碎石级配设计方法,其特征在于:步骤

3中每次向D1档碎石中添加的D2档碎石的质量根据工程经验确定,或将每次D2档碎石的用量以D1档碎石用量的4%~8%为步长依次掺入到D1档碎石中,每次掺入后即测量一次空隙率,具体步长根据石料用量与空隙率关系图灵活选用;

或步骤3中每次向D1挡碎石中添加的D2挡碎石的质量分别按D1:D2=64:36、67:33、70:

30、73:27、76:24的比例掺入,每次掺入后即测量一次空隙率;

所述步骤5中每次向D1和D2档碎石中添加的D3档碎石的质量根据工程经验确定,或将每次D3档碎石的用量以D1和D2档碎石的总用量的4%~8%为步长依次掺入到D1和D2档碎石中,每次掺入后即测量一次空隙率,具体步长根据石料用量与空隙率关系图灵活选用;

或所述步骤5中每次向D1和D2档碎石中添加的D3档碎石的质量分别按D1+D2:D3=90:

10、85:15、80:20、75:25、72:28、70:30、68:32、65:35的比例掺入,每次掺入后即测量一次空隙率。

4.根据权利要求1所述的大粒径CTB‑50水泥稳定碎石级配设计方法,其特征在于:所述步骤2~5中,每次掺入集料后,需将试模放至垂直振动压实仪上振动击实,然后测定参数计算其空隙率,计算空隙率所采用的公式为:其中,Vc为空隙率,ρd为填充后集料的密度,ρi为Di档集料的密度,Xi为Di档集料与总集料的质量比。

5.根据权利要求1所述的大粒径CTB‑50水泥稳定碎石级配设计方法,其特征在于:所述步骤6中不同i值的D5档细集料的级配采用i法,其中,i值取0.55、0.60、0.65、0.70,按下式求得:x

px=(i) ×100%

式中:px为某级集料的通过百分率;i为通过百分率的递减系数; 其中,dx为某级集料粒径,单位为mm;D为集料的最大粒径,单位为mm。

6.根据权利要求1所述的大粒径CTB‑50水泥稳定碎石级配设计方法,其特征在于:所述步骤6和步骤8中成型试件时,采用垂直振动法成型试件,步骤6使用的水泥剂量为4%,步骤

8使用的水泥剂量为2.5%,成型试件前需将混合料均匀拌合,装入试模的过程中要用插捣棒插捣均匀;垂直振动击实验仪的上、下车系统工作质量分别为120Kg、180Kg,工作频率为

32Hz,试件的振动时间需相同,振动时间为80s~100s。

7.根据权利要求1所述的大粒径CTB‑50水泥稳定碎石级配设计方法,其特征在于:所述步骤8中每次向D1、D2和D3档碎石中添加的D4和D5档碎石的质量根据工程经验确定,或将每次D4和D5档碎石的用量以D1、D2和D3档碎石的总用量的4%~8%为步长依次掺入到D1、D2和D3档碎石中;具体步长根据石料用量与空隙率关系图灵活选用;

或所述步骤8中每次向D1、D2和D3档碎石中添加的D4和D5档碎石的质量分别按(D1+D2+D3):(D4+D5)=60:40、65:35、70:30、75:25的比例掺入。

8.根据权利要求7所述的大粒径CTB‑50水泥稳定碎石级配设计方法,其特征在于:D5档碎石的用量以D4档碎石用量的25%~50%为步长,每次掺入后即测量一次空隙率;具体步长根据石料用量与空隙率关系图灵活选用;

或D4档碎石的用量与D5档碎石用量的质量比分别取D4:D5=1:2、1:3、1:4。