一种预测碱矿渣混凝土高温后抗压强度损失率的方法技术

本发明专利技术公开了一种预测碱矿渣混凝土高温后抗压强度损失率的方法，属于建筑材料技术领域。该方法适用于水玻璃激发矿渣的体系。通过测定碱矿渣混凝土材料参数和高温作业机制：水胶比(w/b)、水玻璃模数(M

【技术实现步骤摘要】
一种预测碱矿渣混凝土高温后抗压强度损失率的方法


[0001]本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种预测碱矿渣混凝土高温后抗压强度损失率的方法。

技术介绍

[0002]抗压强度是碱矿渣混凝土高温后质量评定的重要技术指标，直接影响到混凝土的工程应用。由于碱矿渣混凝土高温后的抗压强度受到较多因素影响且影响复杂，提供一种方法能够简单便捷地预测碱矿渣混凝土高温后抗压强度损失率十分有必要。
[0003]目前，混凝土高温后抗压强度损失率测试按《混凝土物理力学性能试验方法标准》GB/T50081
‑
2019进行。具体步骤为：按材料配比成型混凝土试件，按一定养护条件养护至规定龄期，再根据升温速率、受热温度、目标温度保持时间、冷却方式、高温后静置时间等高温作业机制参数进行高温作业，之后进行压力试验。按照公式15计算残余抗压强度f
cu
。再按公式16计算高温后抗压强度损失率R。
[0004]f
cu
＝F/A
ꢀꢀꢀ
公式15
[0005]R＝(f
cu,高温
‑
f
cu,常温
)/f
cu,常温
*100％
ꢀꢀꢀ
公式16
[0006]其中，f
cu,高温
‑
高温作用后混凝土试件抗压强度(MPa)，计算结果应精确至0.1MPa；
[0007]f
cu,常温
‑
常温时混凝土试件抗压强度(MPa)，计算结果应精确至0.1MPa；
[0008]F
‑
混凝土破坏荷载(N)；
[0009]A
‑
混凝土承压面积(mm2)；
[0010]R
‑
高温后抗压强度损失率(R若为
‑
X％，表示强度损失了X％。)计算结果应精确至0.01％。
[0011]该方法需要针对实体的成型试件进行测试，或需要长时间养护，或需要到高温作业现场或火灾现场等不方便取样的高温现场去取样测试。

技术实现思路

[0012]本专利技术提供了一种预测碱矿渣混凝土高温后抗压强度损失率的方法，该方法不需要制备试件，从而也可以避免长时间的养护期，或到高温现场取样。
[0013]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0014]一种预测碱矿渣混凝土高温后抗压强度损失率的方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0015]检测和计算碱矿渣混凝土材料参数：水胶比、水玻璃模数及水玻璃碱浓度；
[0016]获取碱矿渣混凝土高温作业机制：养护温度、受热温度、升温速率、目标温度保持时间、冷却方式以及高温后静置时间；
[0017]根据以下公式1
‑
公式9计算出九个响应面函数公式9计算出九个响应面函数的值；
[0018][0019][0020][0021][0022][0023][0024][0025][0026][0027]再根据公式10
‑
公式11计算出碱矿渣混凝土高温后抗压强度损失率；
[0028][0029]R＝7.37X2+37.60X
‑
44.77
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式11
[0030]其中，w/b为水胶比，M
S
为水玻璃模数，为水玻璃碱浓度，CT为养护温度，T为受热温度，V为升温速率，KT为目标温度保持时间，D为高温后静置时间；F1‑
F3、G1‑
G4、H1‑
H2、I1‑
I3、J1‑
J6、K1‑
K4、L1‑
L4、M、N1‑
N3为拟合系数；X为所述响应面函数的和，R为碱矿渣混凝土高温后抗压强度损失率。
[0031]优选地，所述拟合系数通过非参数回归计算确定。
[0032]优选地，在碱矿渣混凝土材料参数的三个响应面函数中，
[0033]拟合系数F1‑
F3的取值为：F1＝22.75，F2＝
‑
19.6，F3＝4.09；
[0034]在水玻璃模数小于2的情况下，拟合系数G1‑
G4的取值为：G1＝0，G2＝0，G3＝
‑
326.74，G4＝386.58；在水玻璃模数大于等于2且小于等于3的情况下，拟合系数G1‑
G4的取值为：G1＝
‑
542.18，G2＝3664.55，G3＝
‑
8197.20，G4＝6076.71；
[0035]拟合系数H1‑
H2的取值为：H1＝
‑
10074.92，H2＝588.44。
[0036]优选地，在碱矿渣混凝土高温作业机制的六个响应面函数优选地，在碱矿渣混凝土高温作业机制的六个响应面函数中，
[0037]在养护温度大于等于20℃并小于25℃的情况下，拟合系数I1‑
I3的取值为：I1＝0，I2＝
‑
115.74，I3＝
‑
2349.29；在养护温度大于等于25℃并小于等于90℃的情况下，拟合系数I1‑
I3的取值为：I1＝
‑
0.03469，I2＝0.20584，I3＝36.55566；
[0038]拟合系数J1‑
J6的取值为：J1＝
‑
0.0008；J2＝2.6；J3＝
‑
3032.2；J4＝1528228.3；J5＝
‑
351004994.03；J6＝3.86；
[0039]拟合系数K1‑
K4的取值为：K1＝0.94；K2＝
‑
32.52；K3＝302.93；K4＝
‑
780.44；
[0040]拟合系数L1‑
L5的取值为：L1＝15.69；L2＝
‑
205.28；L3＝
‑
1116.83；L4＝373.10；
[0041]在自然冷却的情况下，拟合系数M的取值为M＝0.010649；在淋水冷却的情况下，拟合系数M的取值为M＝
‑
0.295810；
[0042]拟合系数N的取值为：N1＝1.95；N2＝
‑
1543.00；N3＝4173.44。
[0043]优选地，水玻璃模数按公式12计算：
[0044]M
S
＝SiO2％/Na2O％
ꢀꢀꢀ
公式12
[0045]其中SiO2％和Na2O％分别为通过中和滴定法测定的水玻璃中SiO2和Na2O的浓度；
[0046]水玻璃碱浓度按公式13计算：
[0047][0048]其中，WG是水玻璃用量，slag是矿渣用量；
[0049]水胶比按公式14计算：
[0050]w/b＝(water+WG*L
WG...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预测碱矿渣混凝土高温后抗压强度损失率的方法，其特征在于：包括以下步骤：检测和计算碱矿渣混凝土材料参数：水胶比、水玻璃模数及水玻璃碱浓度；获取碱矿渣混凝土高温作业机制：养护温度、受热温度、升温速率、目标温度保持时间、冷却方式以及高温后静置时间；根据以下公式1
‑
公式9计算出九个响应面函数公式9计算出九个响应面函数的值；的值；的值；的值；的值；的值；的值；的值；的值；再根据公式10
‑
公式11计算出碱矿渣混凝土高温后抗压强度损失率；R＝7.37X2+37.60X
‑
44.77
ꢀꢀꢀꢀꢀ
公式11其中，w/b为水胶比，M
S
为水玻璃模数，为水玻璃碱浓度，CT为养护温度，T为受热温度，V为升温速率，KT为目标温度保持时间，D为高温后静置时间；F1‑
F3、G1‑
G4、H1‑
H2、I1‑
I3、J1‑
J6、K1‑
K4、L1‑
L4、M、N1‑
N3为拟合系数；X为所述响应面函数的和，R为碱矿渣混凝土高温后抗压强度损失率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述拟合系数通过非参数回归计算确定。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在碱矿渣混凝土材料参数的三个响应面函数中，拟合系数F1‑
F3的取值为：F1＝22.75，F2＝
‑
19.6，F3＝4.09；在水玻璃模数小于2的情况下，拟合系数G1‑
G4的取值为：G1＝0，G2＝0，G3＝
‑
326.74，G4＝386.58；在水玻璃模数大于等于2且小于等于3的情况下，拟合系数G1‑
G4的取值为：G1＝
‑
542.18，G2＝3664.55，G3＝
‑
8197.20，G4＝6076.71；拟合系数H1‑
H2的取值为：H1＝
‑
10074.92，H2＝588.44。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在碱矿渣混凝土高温作业机制的六个响应面函数在碱矿渣混凝土高温作业机制的六个响应面函数中，在养护温度大于等于20℃并小于25℃的情况下，拟合系数I1‑
I3的取值为：I1＝0，I2＝
‑
115.74，I3＝
...

【专利技术属性】
技术研发人员：马倩敏，秦枭宇，郭荣鑫，杨洋，宋志刚，潘亭宏，林志伟，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：