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原文传递混合粗集料破碎试验确定分形维数的方法

专利名称：	混合粗集料破碎试验确定分形维数的方法
摘要：	本发明公开了混合粗集料破碎试验确定分形维数的方法，属于建筑材料测试领域；所要解决的技术问题是提供了一种不同强度混合集料的破碎试验，并进一步确定各种情况混合集料分形维数的方法；解决该技术问题采用的技术方案为：混合集料筛分制样，烘干，按比例进行均匀混合，混合后装入试筒进行破碎试验，试验后进行二次筛分和称重，绘制混合集料破碎后颗粒小于4.75mm颗粒累计质量和粒径的关系分布曲线，计算拟合直线斜率，根据斜率计算得出分形维数；本发明可广泛应用于建筑材料测试领域。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山西;14
申请人：	中北大学
发明人：	李建军;宋述捷;吴昱璇;杜兆龙;裴永;常慧;徐鹏程
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201910093050.1
公开号：	CN109883899A
代理机构：	太原高欣科创专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	冷锦超;吴立
分类号：	G01N15/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	030051 山西省太原市尖草坪区学院路3号
主权项：	1.混合粗集料破碎确定分形维数的方法，其特征在于包括以下步骤：第一步：集料筛分制样；准备集料A和集料B，各自筛分，去除针状和片状颗粒，取任意两相邻标准方孔筛之间的集料A作为集料A样品，再取同一粒径范围的集料B作为集料B样品；第二步：集料样品烘干；将集料A样品和集料B样品烘干至恒重，再冷却到室温；第三步：按比例均匀混合集料；提取第二步冷却后的集料A样品和集料B样品，按不同质量比配置混合集料，拌和均匀，形成多种不同质量比的均匀混合集料；第四步：将混合集料装入试筒；任意取一种质量比的均匀混合集料，装满试筒，并统计放入试筒中的每个颗粒的最大、最小、中间三轴长度，精确至0.01mm，用公式计算每个颗粒的等效粒径，取所有等效粒径的最大数最为最大等效粒径dmax，单位为mm，并计量装入试筒中的混合集料的总质量M0，单位为g；第五步：破碎试验；将第四步中装好的试筒放到压力机上，同时将压头放入试筒内集料面上，注意使压头摆平，勿楔挤试筒侧壁，然后开动压力机，均匀地施加荷载，在5min—12min的时间内达到总荷载，所述总载荷不小于集料A和集料B的极限抗压强度，稳压5s，然后卸荷，将试筒从压力机上取下，取出样品；第六步：二次筛分及称重；用4.75上标准方孔筛对压碎后的混合集料进行筛分，均需筛到在1min内无明显的筛出物为止，各级筛下混合集料质量记为mi，单位为g，di为各级筛筛孔孔径的数值，精度准确至1mm；所述mi具体指的是每级筛与比其小一级的方孔筛之间的混合集料的质量；第七步：混合集料分形维数确定；分形维数计算公式为D＝3-k，D∈(2，3)，其中k的计算方法如下：绘制混合集料破碎颗粒累计质量与粒径的关系分布曲线，分别以log[(mi(di))/M0]的绝对值，log(di/dmax)的绝对值为纵、横坐标，其中m(di)为孔径为di，单位为mm的方孔筛下所有混合集料破碎颗粒的累计质量，单位为g，di为第一步中取样的相邻标准方孔筛中较大方孔筛至4.75筛之间的所有标准筛筛孔孔径，单位为mm，di为各级筛筛孔孔径的数值，关系分布曲线近似为直线；用最小二乘法拟合混合集料破碎颗粒累计质量与粒径的关系分布曲线，计算拟合后直线斜率，记为k，根据k得出所述第一步中所取样品按第四步中质量比均匀混合后相应的分形维数D。 2.根据权利要求1所述的混合粗集料破碎试验确定分形维数的方法，其特征在于：还包括第八步：多次重复第四步到第七步，可确定出第三步中所有不同质量比的混合集料对应的分形维数。 3.根据权利要求2所述的混合粗集料破碎试验确定分形维数的方法，其特征在于：还包括第九步：多次重复第一步到第八步，可确定出任意相同粒径范围的集料A和集料B，按任意质量比混合后的混合集料对应的分形维数；所述粒径范围由相邻标准方孔筛筛分确定。 4.根据权利要求1所述的混合粗集料破碎试验确定分形维数的方法，其特征在于：所述集料A为废弃混凝土，所述集料B为废弃粘土砖。 5.根据权利要求1或4所述的混合粗集料破碎试验确定分形维数的方法，其特征在于：所述第二步中集料样品烘干的具体方法为：将集料A样品和集料B样品分别置于不同的浅盘中，放入烘箱中烘干，烘箱温度不超过100℃，在烘箱中烘烤的时间不得少于4h，取出浅盘，放在带盖的容器中冷却至室温。 6.根据权利要求1或4所述的混合粗集料破碎试验确定分形维数的方法，其特征在于：所述第三步中，按集料A和集料B质量比为2:8、4:6、5:5、6:4、8:2配置五种混合集料。 7.根据权利要求1或4所述的混合粗集料压碎值试验确定分形维数的方法，其特征在于：所述第四步中试筒内径为最大等效粒径dmax的5-10倍，高度为最大等效粒径dmax的4-8倍，壁厚12mm-15mm；填料前，在试筒内壁均匀涂抹凡士林或其它润滑剂，分三次填料，每次数量大体相同，均匀装入试筒中，每次填料后均在振动台上振动，振动过程中加盖板，盖板重不少于3kg，大小与试筒内径一致，振动密实，每次振动不少于2min。 8.根据权利要求1或4所述的混合粗集料破碎试验确定分形维数的方法，其特征在于：所述方孔筛可以替换为圆孔筛。
所属类别：	发明专利