申请/专利权人：平凉市新世纪建材有限责任公司;中国建筑科学研究院有限公司

申请日：2024-02-23

公开（公告）日：2024-04-30

公开（公告）号：CN117953988A

主分类号：G16C20/10

分类号：G16C20/10;G06F30/13;G06F30/28;G06F111/04;G06F113/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.05.17#实质审查的生效;2024.04.30#公开

摘要：本发明涉及建筑材料制备技术领域，尤其涉及一种基于紧密堆积理论的胶凝材料配合比设计方法。以水泥作为基体，确定基体的矿物掺合料组分，通过激光粒度仪测量不同矿物掺合料的粒径分布；根据改进的Andreasen和Andersen模型得到的Dinger‑Funk方程建立混合材料的紧密堆积模型，确定紧密堆积时混合材料中各组分的体积比，并通过最大湿堆积密度确定达到较为紧密堆积状态的分布系数q，利用最小二乘法拟合，确定各组分的配合比；并使用GEMS软件进行模拟矿物掺合料掺量的最大掺量，通过双重约束，调整胶凝材料的配合比，提高混凝土的强度，弥补石粉不合理的粒径可能会导致的混凝土强度降低，耐久性变差等问题。

主权项：1.一种基于紧密堆积理论的胶凝材料配合比设计方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：以水泥作为基体，确定基体的矿物掺合料组分，通过激光粒度仪测量不同矿物掺合料的粒径分布；S2：根据改进的Andreasen和Andersen模型得到的Dinger-Funk方程建立混合材料的紧密堆积模型，确定紧密堆积时混合材料中各组分的体积比，混合材料的紧密堆积理想模型的方程表达式为： 其中，CPFT为颗粒累计通过量，di为所计算的粒径，dmin为最小粒径，dmax为最大粒径，q为分布系数；S3：通过S1的粒径分布，确定q的分布区间，其中，当组分的最大粒径小于9.50mm时，q≤0.4；否则，0.4＜q＜0.7；S4：将N种矿物掺合料分别与水泥混合，作为N组实验组，在q的分布区间内等差取值并依次记为qab，通过步骤S1中的粒径分布与步骤S2中的紧密堆积模型确定在qab下理想的粒径级配；其中a＝1,2,......n，表示第N组实验组，b＝1,2,3,4,......，表示在q的分布区间内的取值顺序；S5：通过最小二乘法拟合理想级配模型，确定不同qab下每种矿物掺合料的最优配合比；S6：分别测试qab下最优配合比的湿堆积密度φab，并确定每组实验组中的最大湿堆积密度此时的分布系数为最优分布系数，记为S7：将N种矿物掺合料与水泥混合设置为一组，并依下式2、3确定达到较为紧密堆积状态的分布系数q，将其代入式1中得到混合材料的紧密堆积模型CPFT； 其中，Δφa为测得的N个最优分布系数下第a组对应的湿堆积密度值的均差，φax为测得的N个最优分布系数下第a组对应的湿堆积密度值；S8：通过步骤S1中的粒径分布与步骤S7中的紧密堆积模型，利用最小二乘法拟合，确定各组分的配合比；S9：使用GEMS软件进行模拟，确定矿物掺合料掺加到水泥中，与CaOH2水化反应平衡时的矿物掺合料掺量作为最大掺量，比较最大掺量与S8确定的配合比掺量，若S8确定的配合比掺量小于最大掺量，则将其作为最终确定的配合比，否则，返回步骤S4。

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