[发明专利]碱激发再生混凝土配合比设计方法及系统

说明书

本发明揭示了本发明提出了一种碱激发再生混凝土配合比设计方法及系统，方法包括以下步骤：根据应用场景的性能要求，确定目标抗压强度，并选定对应的碱胶比和强度标准差；根据f_cu,0≥f_cu,k+1.645σ_k，得到f_cu,0具体数值；根据碱胶比，得到对应的回归系数和胶砂28d抗压强度取值，再根据碱胶比、试配强度、回归系数和胶砂28d抗压强度，计算得到水固比；根据碱胶比、水固比、浆骨质量比和砂率使用浆骨质量比法计算得到各组分的含量。本发明的有益效果是：使用再生骨料的碱激发混凝土，充分使得废物资源的再利用，有利于环境保护，通过水固比得到适用碱激发再生混凝土的计算模型，根据混凝土各组分之间的实际质量关系进行计算，得到配合比更加准确，其适用范围更广。

技术领域

本发明涉及到混凝土制备领域，特别是涉及到一种碱激发再生混凝土配合比设计方法及系统。

背景技术

混凝土，是指由胶凝材料将骨料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作骨料；与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。再生混凝土，是指将废弃的混凝土块经过破碎、清洗、分级后，按一定比例与级配混合，部分或全部代替砂石等天然骨料(主要是粗骨料)，再加入水泥、水等配而成的新混凝土。再生混凝土按骨料的组合形式可以有以下几种情况：骨料全部为再生集料；粗骨料为再生骨料、细骨料为天然砂；粗骨料为天然碎石或卵石、细骨料为再生骨料；再生骨料替代部分粗骨料或细骨料。

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，考虑可持续发展设计理念以及对生态环境的保护的观念日益加深。但由于目前传统波特兰水泥的大量应用不仅消耗着大量的自然资源，同时在制备过程中以及后期使用会排放出大量的气体。根据最新研究，全球范围内每年仅水泥产业就产生1.8Gt的排放量，大约占了人类生产过程中排放总量的5-7％。数据表明，每吨水泥会产生0.8t的排放量。因此，利用工业废渣和来自建筑废弃物的再生骨料制备的再生混凝土具有重要意义。再生混凝土，是指将废弃的混凝土块经过破碎、清洗、分级后，按一定比例与级配混合，部分或全部代替砂石等天然骨料(主要是粗骨料)，再加入水泥、水等配而成的新混凝土。再生混凝土按骨料的组合形式可以有以下几种情况：骨料全部为再生集料；粗骨料为再生骨料、细骨料为天然砂；粗骨料为天然碎石或卵石、细骨料为再生骨料；再生骨料替代部分粗骨料或细骨料。与传统的波特兰水泥混凝土相比，碱激发再生混凝土既可以有效解决大量建筑废弃物的处理问题，又能实现对废弃物的再生利用从而节约自然资源，兼顾生态与环保效益。此外，该种混凝土利用碱激发胶凝材料取代传统的水泥胶材，能够大幅度降低混凝土制备过程中由于使用水泥胶凝材料带来的碳排放，因而进一步体现了“绿色发展”的思想。

目前为止，尽管各国学者对于碱激发混凝土的研究已经取得了诸多成果，也提出了不少配合比设计方法，但以完全的再生粗骨料替代天然骨料制备碱激发混凝土的报道至今仍比较少见。现有的配合比设计方案，存在无法兼顾最终产品强度与耐久性能的问题，或者只是简单的将混凝土密度设定为一恒定值进行配合比的计算。另外ObadaKayali指出，推广碱激发混凝土的工程应用当务之急在于提出一套适宜的、简单实用的配合比设计方法。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种碱激发再生混凝土配合比设计方法及系统，根据混凝土各组分之间的实际关系进行计算，适用范围更广，得到准确的配合比。

本发明提出了一种碱激发再生混凝土配合比设计方法，包括以下步骤：

根据应用场景的性能要求，确定目标碱激发再生混凝土的目标抗压强度f_cu,k，并选定适合的碱胶比A/B和强度标准差σ_k；