[发明专利]一种快硬早强型混凝土的复合胶凝材料组成的设计方法

说明书

本申请公开了一种快硬早强型混凝土的复合胶凝材料组成的设计方法，通过以满足特定条件的化学组分摩尔比例选取复合胶凝材料的各个组成组分，以净浆抗压强度作为响应变量，对试验数据进行多项式拟合回归，得到关于复合胶凝材料组成设计的数学模型，通过设定期望组分的目标含量范围及期望目标抗压强度，对上述关于复合胶凝材料组成设计的数学模型进行回归计算，并从数学方法和体系堆积状态结合评价后，得到满足要求的复合胶凝材料组成的设计配合比。本申请的设计方法从机理本身配制可满足不同功能需求并适用于不同使用工况的快硬早强型混凝土，为基于复合水泥体系的复合胶凝材料体系下的快硬早强型混凝土材料提供了设计依据。

技术领域

本申请属于建筑材料技术领域，具体涉及一种快硬早强型混凝土的复合胶凝材料组成的设计方法。

背景技术

公路桥梁建设的同时，随着车辆吨位、车辆流量，乃至超限超载等不同情况的增加，公路桥梁更需要注重道路养护维修。在对公路桥梁病害进行全方面的分析调查发现，桥梁伸缩缝、桥梁空心板、桥头搭板等混凝土构件已成为公路桥梁结构中最易受损的部位。因为车辆吨位、车辆流量及其公路桥梁上车辆荷载的反复冲击与外界环境的侵蚀，桥梁伸缩缝、桥梁空心板、桥头搭板等混凝土构件使用寿命远低于公路桥梁的设计寿命。

目前，我国工程中普遍应用的桥梁伸缩缝过渡区混凝土类型主要有钢纤维混凝土。钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型复合材料。乱向分布的钢纤维能够有效抑制混凝土微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，显著提升混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能。虽然钢纤维混凝土因其优越的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能已成为目前桥梁伸缩缝过渡区混凝土的主流选择，其应用范围最广，应用比例最大，但是由于早期性能的不足，在伸缩缝过渡区修复维护过程中，不仅易致交通资源的浪费，还一定程度上对伸缩缝过渡区混凝土修复维护的效果有不利的影响。

所以在公路桥梁修复维护过程中，混凝土最好满足快硬早强特点，才能尽量避免交通资源的浪费以及修复维护时的不利影响。近年来，有相关学者提出一种修补用快硬早强型混凝土，例如授权公告号CN 103360001 B以525早强硅酸盐水泥为基础，引入液态KDSP-1型复合外加剂，从而制备一种修补用快硬早强型混凝土。该发明所采用的水泥种类单一，不能很好地根据实际工况进行调配设计，且该发明只是单单用于水泥混凝土路面，不具有推广价值。

通常单种水泥体系下的快硬早强混凝土会有一定使用局限性，硅酸盐水泥是目前生产制备混凝土的主要胶凝材料，其生产资源与能源消耗大、环境污染严重，水泥价格的不断上涨也导致混凝土成本显著增加，从节能环保与节约成本角度考虑，亟需寻找更合适的胶凝材料。硫铝酸盐水泥作为一种低能耗水泥，不仅在生产过程中二氧化碳排放低，而且具有早期强度高、强度发展迅速、耐侵蚀等优势受到行业的广泛关注。近年来，有相关学者提出一种基于硫铝酸盐水泥-硅酸盐水泥的复合胶凝材料，例如授权公告号CN 105884239 A所采用的复合胶凝材料是以硫铝酸盐水泥为基础，引入适量硅酸盐水泥，并针对硫铝酸盐水泥-硅酸盐水泥复合体系，引入配制好的外加剂对其改性，从而实现一种硫铝酸盐水泥-硅酸盐水泥基快硬早强混凝土。该发明并没有提供针对复合胶凝材料的组成设计方法，而且该发明的重点是提出一种硫铝酸盐水泥-硅酸盐水泥复合体系外加剂，在此之上实现快硬早强混凝土，因此该发明不具有推广价值。

在我国交通迅速发展下，交通量激增的同时，桥梁除了伸缩缝装置容易破坏，其伸缩缝锚固区、桥头搭板、墩柱、混凝土防撞栏等各部位皆有不同程度的损耗。因此，有必要研发一种不仅可用于桥梁伸缩缝过渡区，满足相关设计要求，还能适用于桥梁一般混凝土构件的基于复合水泥体系的快硬早强型混凝土的复合胶凝材料的通用组成的设计方法。

发明内容

本申请的目的在于克服现有技术的不足，提供一种快硬早强型混凝土的复合胶凝材料组成的设计方法，以解决现有技术中的快硬早强型混凝土复合胶凝材料适用工况单一、尚没有一种可适应不同使用工况并可以满足不同功能需求的基于复合水泥体系的快硬早强型混凝土的复合胶凝材料的通用组成的设计方法的技术问题。