[发明专利]一种钢渣替换细骨料混凝土的配合比设计方法及制作方法

说明书

本发明属于工程材料技术领域，具体涉及一种钢渣替换细骨料混凝土的配合比设计方法及制作方法。本发明包括以下步骤：确定替换率；获得转换系数；获得计算强度；获得配制强度；获得水泥抗压强度实测值；确定骨料回归系数的取值；获得水灰比；确定单位用水量；获得水泥用量；确定砂率；获得粗骨料及细骨料用量；获得钢渣用量；获得砂的用量；得到配合比。本发明可显著提高各组分用量确定的效率，节省试验工作量，缩短试验周期，降低经济成本，在确保混凝土成品的强度满足使用要求的同时，可快速实现目标强度要求下的钢渣替换细骨料混凝土的配合比设计目的；本发明中涉及的计算步骤可为相关类型的智能化算法的编制提供参考。

技术领域

本发明属于工程材料技术领域，具体涉及一种钢渣替换细骨料混凝土的配合比设计方法及制作方法。

背景技术

钢渣是在炼钢过程中加入石灰石、白云石和铁矿石等熔剂以及造渣材料冶炼后，从高温下熔化后的液相炉料中分离出来的杂质，含有丰富的钙、铁、硅等元素。由于钢渣的许多化学成分与水泥熟料的相似，钢渣具有很大资源化利用的潜力。将钢渣作为掺合料应用于混凝土，不仅可以降低混凝土的生产成本，减少水泥的用量，而且可以解决钢渣所带来的环境污染问题。

目前，对钢渣混凝土材料的开发与应用，就是将各类钢渣，在严格分类管理、分类处理、分级加工的基础上，按混凝土高性能化要求，结合各类钢渣的不同特性，加工生产成钢渣微粉，以用来开发形成钢渣混凝土及其制成品，这在如中国专利公告号为“CN112851264A”的名称为“一种基于铁尾矿和钢渣粉的耐高温混凝土”以及中国专利公告号为“CN101774223B”的名称为“一种钢纤维橡胶钢渣再生骨料混凝土的制备方法”等专利文本中均有所公开。可见，现有技术对于钢渣在混凝土中的应用创新，多集中在钢渣粉作为外加剂应用于混凝土中，而对于钢渣骨料作为混凝土细骨料的应用，以及钢渣替换细骨料混凝土的配合比设计等尚缺乏研究。究其原因，其一是目前针对不同钢渣细骨料替换率下的混凝土强度评估方法不明，造成钢渣替换细骨料难以进行强度转换，导致其在实际工程中难以应用；其二是目前缺少明确的钢渣替换细骨料混凝土的设计工艺，给实际生产和应用带来困难；其三为缺乏钢渣替换细骨料混凝土制备流程与方法，造成钢渣替换细骨料混凝土的制备缺少相关流程，难以实现钢渣替换细骨料混凝土的工业化生产。当前，对于细骨料，仍然几乎完全采用河砂或湖砂等，显然对自然资源的消耗巨大，过度的资源开采不仅会破坏环境，还会增加工程建设的成本；因此，亟待解决。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种钢渣替换细骨料混凝土的配合比设计方法，本发明可显著提高各组分用量确定的效率，节省试验工作量，缩短试验周期，降低经济成本，在确保混凝土成品的强度满足使用要求的同时，可快速实现目标强度要求下的钢渣替换细骨料混凝土的配合比设计目的；同时，本发明中涉及的计算步骤可为混凝土专家分析与支持系统、配比设计软件等智能化算法编制提供参考。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种钢渣替换细骨料混凝土的配合比设计方法，其特征在于包括以下步骤：

S1.确定钢渣替换细骨料的替换率 m；

S2由下式获得钢渣替换细骨料混凝土和普通混凝土的转换系数：

；

S3.由下式获得钢渣替换细骨料混凝土的计算强度 f_cu,sk：

；

其中：

f_cu,s为目标混凝土的抗压强度标准值；