[发明专利]充填胶凝材料制备方法

权利要求书

1.一种充填胶凝材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备由不同配比的多种固体废料形成的充填胶凝材料；所述多种固体废料由石膏粉、钢渣粉、粉煤灰和矿渣粉组成；

对不同配比的固体废料形成的充填胶凝材料分别进行抗压强度试验；

以每种固体废料的占比为自变量，以所述充填胶凝材料的抗压强度值为因变量，拟合建立不同龄期的充填胶凝材料的抗压强度和对应的每种固体废料在充填胶凝材料中的占比之间的函数模型；所述函数模型为：

其中，k为充填胶凝材料的龄期；F_k为充填胶凝材料在标准条件下养护k龄期的抗压强度；为第n种固体废料在充填胶凝材料中的占比；

7天龄期的充填胶凝材料所拟合的二项式逐步回归函数模型为：

F₇＝-7.72+7.18·M₄-36.84·M₁·M₂+78.69·M₁·M₄+63.01·M₂·M₃+14.62·M₂·M₄；

28天龄期的充填胶凝材料所拟合的二项式逐步回归函数模型为：

F₂₈＝15.95-50.56·M₃+62.86·M₃·M₃-13.11·M₁·M₃+4.07·M₁·M₄-43.02·M₂·M₄；

M₁为石膏粉在胶凝材料中的占比，M₂为钢渣粉在胶凝材料中的占比，M₃为粉煤灰在胶凝材料中的占比，M₄为矿渣粉在胶凝材料中的占比；

建立所述充填胶凝材料的成本优化模型；所述成本优化模型为：

其中，a_n为固体废料n的单价；为设定单位充填胶凝材料中固体废料n的质量；

确定所述成本优化模型的约束条件，在所述约束条件中，所述函数模型满足所述充填胶凝材料的抗压强度要求值；所述约束条件为：

其中，为第n种固体废料在充填胶凝材料中的占比下限；为第n种固体废料在充填胶凝材料中的占比上限；F_k为充填胶凝材料在标准条件下养护k龄期的抗压强度；G_k为k龄期抗压强度要求值；

其中，0.03≤M₁≤0.2；0.04≤M₂≤0.5；0.05≤M₃≤0.5；0.2≤M₄≤0.3；M₁+M₂+M₃+M₄＝1；F₇≥0.8，F₂₈≥3；

利用所述约束条件对所述成本优化模型求解，并获得满足所述抗压强度要求值且成本最小的所述充填胶凝材料的最优固体废料配比。

2.根据权利要求1所述的充填胶凝材料制备方法，其特征在于，不同地所述固体废料配比的所述充填胶凝材料采用均匀设计试验法进行抗压强度试验。

3.根据权利要求2所述的充填胶凝材料制备方法，其特征在于，所述抗压强度试验为无侧限抗压强度试验。

4.根据权利要求1所述的充填胶凝材料制备方法，其特征在于，所述成本优化模型通过遗传算法进行求解。

5.根据权利要求1所述的充填胶凝材料制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：根据获得的所述最优固体废料配比，利用所述函数模型计算不同龄期的所述充填胶凝材料的抗压强度。

6.根据权利要求1所述的充填胶凝材料制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：根据获得的所述最优固体废料配比配制出所述充填胶凝材料，并对配制出的所述充填胶凝材料进行抗压强度试验验证。