(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210984147.3 (22)申请日 2022.08.16 (71)申请人 青岛理工大 学 地址 266520 山东省青岛市经济技 术开发 区嘉陵江路7 77号 (72)发明人 刘传奇　马冲　孙计林　高旭阳　 张轩浩　周生昊　潘祥光　许子艺　 吴凡　张宗科　唐行瑞　马文豪　 (74)专利代理 机构 郑州意创知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 41138 专利代理师 张江森 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种关于喷射钢纤维再生混凝土的配合比 设计方法 (57)摘要 本申请公开了一种喷射钢纤维再生混凝土 配合比设计方法， 该方法在经过分析水胶比、 再 生骨料取代率 以及钢纤维体积率对混凝土配合 比的影响后， 建立了适合喷射钢纤维再生混凝土 特点的水胶比、 钢纤维体积率、 单方需水量、 再生 骨料取代 率以及砂率的计算公式。 该设计方法包 括以下步骤： (1)设计水胶比， (2)设计单方需水 量， (3)设计水泥单方用量， (4)设计钢纤维用量， (5)设计砂子用量， (6)通过体积法确定 各组份材 料的单方用量。 本申请的配合比设计方法可以进 行简单准确的进行喷射钢纤维再生混凝土的配 合比设计， 为喷射钢纤维再生混凝土在实际工程 中的应用提供了根据。 权利要求书2页 说明书9页 CN 115186512 A 2022.10.14 CN 115186512 A 1.一种关于喷射钢纤维再生混凝 土的配合比设计方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： (1)水胶比的设计： 根据再生骨料的品类和取代率 准确计算配制混凝 土的水胶比： W/C＝αafce/( αaαbfce+fcu,0)                        (1) 式中： W/C为水胶比； fcu,0为设计混凝土强度； fce为所用水泥的28d抗压强度； αa为水泥强 度转化系数， αb为虚拟水胶比； (2)单方用水量的设计： 根据混凝土工作性能的要求设计其坍落度、 再生骨料取代率以 及骨料的吸水率， 单 方用水量的计算方法如下： mw＝q×(0.1T+Kg)                           (2) Kg＝K[1+(ωr‑ωn)×rg]                         (3) 式中： mw为钢纤维再生骨料混凝土单方需水量； q为单方用水量与再生骨料混凝土拌合 物坍落度的拟合系数； T钢纤维再生混凝土的计算 的塌落度， 单位为mm； Kg为与再生骨料的 类型、 粒径有关的系数； ωr为再生粗骨料吸水率； ωn为天然粗骨料吸水率； (3)水泥单方用量的设计： 根据步骤(2)所得的单方用水量， 确定所用水的体积： Vw＝mw/ ρw， 其中ρw为所用水的密度； 然后根据步骤(1)中所得的水胶比， 计算得出水泥的质量： mc＝ mw/(W/C)， 则水泥体积Vc＝mc/ρc， 其中ρc为水泥的密度； (4)钢纤维用量的设计： 钢纤维用量根据钢纤维体积率进行确定， 依据设计的混凝土目 标弯曲强度， 喷射钢纤维再生混凝 土中钢纤维的用量计算公式如下： fftm/ftm＝A·VF2+B·VF+C                    (4) 式中： fftm为喷射钢纤维再生骨料混凝土的目标弯曲强度； ftm为与喷射钢纤维再生混凝 土相同配合比的素混凝土基体的弯曲强度； VF＝Vf， 其中Vf为钢纤维体积率， A、 B、 C均为与钢 纤维体积率有关的参数； (5)砂子用量体积的设计： 根据设定的再生骨料取代率rg、 再生骨料的用量体积Vr、 天然 骨料的用量体积Vn可以确定砂子 的用量体积与再生骨料、 天然骨料之间的关系， 计算方法 如下： Vs＝γ×(Vn×Pn+Vr×Pr+Vf)                        (5) 式中： Vs、 Vn、 Vr、 Vf分别为每立方混凝土中砂、 天然骨料、 再生骨料、 钢纤维体积； γ为砂 浆富裕系数， 是砂浆体积与拌合物空隙体积的比值； Pn、 Pr分别为天然骨料、 再生骨料的空隙 率； (6)各组成成分的单方用量的确定： 根据步骤(5)得到得砂子用量体积与骨料体积之间 得关系， 采用绝对体积法确定喷射钢纤维再生混凝土中各组份得用量体积， 再根据砂子、 天 然骨料、 再生骨料的表 观密度即可确定各组份的质量。 2.根据权利要求1所述的一种关于喷射钢纤维再生混凝土的配合比设计方法， 其特征 在于， 步骤(1)中所述的系数αa、 αb， 对于不同的再生骨料取代率rg的情况下， αa、 αb的值随之 变化， 即： rg＝0时， αa＝0.67， αb＝1.33； rg＝50％时， αa＝0.59， αb＝1.28； rg＝100％时， αa＝ 0.58， αb＝1.37； 3.根据权利要求1所述的一种关于喷射钢纤维再生混凝土的配合比设计方法， 其特征权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115186512 A 2在于， 步骤(2)中所述的参数A， 在不同的再生骨料取代率rg的情况下， 其值也不同， 即： rg＝0 时， q＝3.31； rg＝50％时， q＝3.3 5； rg＝100％时， q＝3.3 6。 4.根据权利要求1所述的一种关于喷射钢纤维再生混凝土的配合比设计方法， 其特征 在于， 步骤(2)所述的系数K由实验得出， 对于 Ⅱ类再生骨料、 最大粒径不超过10mm时， 根据 《实用建筑材 料试验手册》 表4 ‑63查得K＝57.3。 5.根据权利要求1所述的一种关于喷射钢纤维再生混凝土的配合比设计方法， 其特征 在于 ， 步骤 (6) 中各组份单方材料 用量确定所采 用的绝对体积法 ， 其公式为 对于钢纤维混凝 土， 6.根据权利要求1所述的一种关于喷射钢纤维再生混凝土的配合比设计方法， 其特征 在于， ωr为再生粗骨料吸水率， 为 4.3％； ωn为天然粗骨料吸水率， 为0.8％。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115186512 A 3