[发明专利]一种水泥混凝土配合比设计方法及系统

权利要求书

1.一种水泥混凝土配合比设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)建立水泥混凝土的试配数据库；

水泥混凝土的原材料包括水和胶凝材料，胶凝材料包括水泥、矿粉和粉煤灰，固定水的用量，固定粉煤灰与矿粉的用量比，在水泥混凝土施工性能不变的前提下，改变水泥混凝土中的水泥用量、水胶比、养护温度、养护天数，得到相应的水泥混凝土并测试抗压强度，得到水泥用量-水胶比-养护温度-养护天数-强度对应的试配数据库；

(2)根据胶凝材料变化之后所需达到的目标抗压强度，匹配试配数据库以得到水泥用量-水胶比-养护温度-养护天数对应的数个试配配合比及其对应的养护工况；

(3)根据胶凝材料的变化修正各试配配合比中相应原材料的用量，得到相应的修正配合比；具体地，根据胶凝材料的活性系数，计算相应的变化系数：

水泥的变化系数为：s_C为新的水泥的活性指数，s_C,0为试配数据库中的水泥的活性指数；

粉煤灰的变化系数为：s_F为新的粉煤灰的活性指数，s_F,0为试配数据库中的粉煤灰的活性指数；

矿粉的变化系数为：s_K为新的粉煤灰的活性指数，s_K,0为试配数据库中的矿粉的活性指数；

胶凝材料的修正用量为：δ为相应的胶凝材料的变化系数，S₀为试配数据库中相应的胶凝材料的用量；

根据鲍罗米公式计算得到胶凝材料变化后的用水量；

其中，为水胶比，α_a、α_b为根据水胶比与抗压强度之间的关系确定的回归系数；f_b为胶凝材料28d胶砂抗压强度，f_cu为水泥混凝土试配强度；

胶凝材料变化后的水胶比为：f'_b为新的胶凝材料28d胶砂抗压强度；

得到胶凝材料变化后的用水量W'；

根据胶凝材料变化后的修正用量以及用水量修正各试配配合比，得到修正配合比；

(4)根据各修正配合比及其对应的养护工况进行制样和养护，得到试配水泥混凝土并进行抗压强度测试；

(5)筛选出试配水泥混凝土的抗压强度达到目标抗压强度对应的修正配合比，并选择最经济的修正配合比作为最终配合比。

2.根据权利要求1所述的一种水泥混凝土配合比设计方法，其特征在于，所述步骤(1)中，养护温度包括40℃和60℃，养护天数包括3天和7天；

在40℃下，养护3天的抗压强度与标养28天的抗压强度的对应关系为：

f₂₈＝af₃+b

在60℃下，养护3天的抗压强度与标养28天的抗压强度的对应关系为：

f'₂₈＝cf'₃+d

在40℃下，养护7天的抗压强度与标养28天的抗压强度的对应关系为：

f₂₈＝a'f₇+b'

在60℃下，养护7天的抗压强度与标养28天的抗压强度的对应关系为：

f'₂₈＝c'f'₇+d'；

其中，a、a'、b、b'、c、c'、d、d'为相应的回归系数。

3.根据权利要求1所述的一种水泥混凝土配合比设计方法，其特征在于，所述步骤(1)中，水泥混凝土中的水泥用量包括100wt％、80wt％、60wt％、40wt％和20wt％。

4.根据权利要求1所述的一种水泥混凝土配合比设计方法，其特征在于，所述步骤(1)中，水胶比在0.3～0.55之间选取。

5.根据权利要求2所述的一种水泥混凝土配合比设计方法，其特征在于，所述步骤(1)中，粉煤灰与矿粉的用量比为2：1。

6.根据权利要求1所述的一种水泥混凝土配合比设计方法，其特征在于，所述步骤(1)中，水泥混凝土覆盖标号为C20-C60的混凝土。