1.本发明涉及炉渣再生利用技术领域，具体涉及一种炉渣混凝土配合比设计方法。
背景技术：2.上海地区每天产生的生活垃圾焚烧炉渣量达到2000-3000吨，如此大的焚烧炉渣目前的应用方向主要是道路工程以及低品质的小型构件等低附加值的应用。随着国家低碳概念的提出，天然砂石材料的开采逐步减少，如何利用炉渣集料进行资源化再生制备出c30、c40以及其他高品质的混凝土材料越来越凸显重要性。
3.由于炉渣经过焚烧厂的高温燃烧，其主要成分有：陶瓷、砖石碎片、玻璃、熔渣等组成。炉渣表面粗糙，呈不规则形状，孔隙率较高，且孔隙也较大。炉渣的矿物组成表面，炉渣矿物组成相对简单，主要有二氧化硅，硅酸钙，硅酸铝等组成，也有少量碳酸钙，氧化钙等，化学性质稳定，可以用来代替传统砂石材料进行建材资源化。
4.相比较传统砂石材料，炉渣集料在物理性能上有几个主要的不足，第一就是孔隙率高吸水率大，达到10％以上；第二炉渣的压碎值达到35％以上，都不满足现行国家标准《混凝土用再生粗骨料》和《混凝土和砂浆用再生细骨料》的性能要求，无法直接应用于混凝土浇筑。
技术实现要素：5.为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种炉渣混凝土配合比设计方法，以解决炉渣的孔隙率高且压碎值高的特性导致其无法直接应用于混凝土浇筑的问题。
6.为实现上述目的，提供一种炉渣混凝土配合比设计方法，炉渣混凝土包括水泥、炉渣、高性能减水剂和水，所述炉渣由粗炉渣和细炉渣组成，所述细炉渣的粒径小于5mm，所述粗炉渣的粒径为5～10mm，所述细炉渣与所述粗炉渣的重量比为1：a，其中a值为1～1.5，所述减水率大于30％，炉渣混凝土配合比设计方法包括以下步骤：
7.测定所述炉渣中的细炉渣和粗炉渣的重量、以及细炉渣与粗炉渣的吸水率；
8.基于所述炉渣混凝土的设计强度x，确定所述炉渣混凝土的渣胶比y，所述渣胶比y＝8.7x-0.38
；
9.基于所述减水率，确定所述水泥胶材的水灰比；
10.基于所述炉渣的重量、所述渣胶比以及所述水灰比，计算所述炉渣混凝土的初始用水量；
11.基于细炉渣与粗炉渣的吸水率及所述炉渣的级配，修正所述初始用水量以获得修正用水量，修正用水量＝初始用水量+m1×
α1+m2×
α2，其中，m1为细炉渣的重量，m2为粗炉渣的重量，α1为细炉渣的吸水率，α2为粗炉渣的吸水率。
12.进一步的，所述水灰比在0.18～0.24之间。
13.进一步的，所述减水剂的减水率越大，所述水灰比取值越小。
14.进一步的，当所述细炉渣的细度模数小于2.8时，a值应为1.5。
15.本发明的有益效果在于，本发明的炉渣混凝土配合比设计方法，基于炉渣混凝土的强度的两构成因素，一是胶浆，二就是炉渣，炉渣强度低通过提高胶浆强度来实现，通过保证胶浆足够的用量，对炉渣集料实现充分的包裹进而提高炉渣混凝土强度，使得炉渣混凝土强度能符合现行施工标准，一方面，利用炉渣再生建材，另一方面，降低环境压力。
具体实施方式
16.下面结合实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。
17.需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本申请。
18.本发明提供了一种炉渣混凝土配合比设计方法，其中，炉渣混凝土包括水泥、炉渣、高性能减水剂和水。
19.炉渣由粗炉渣和细炉渣组成。细炉渣的粒径小于5mm。粗炉渣的粒径为5～10mm。细炉渣与粗炉渣的重量比为1：a，其中a值宜为1～1.5。当细炉渣的细度模数小于2.8时，a值应为1.5。
20.高性能减水剂的减水率应大于30％。
21.包括以下步骤：
22.具体的，炉渣混凝土配合比设计方法包括以下步骤：
23.s1：测定炉渣中的细炉渣和粗炉渣的重量、以及细炉渣与粗炉渣的吸水率。
24.其中，细炉渣与粗炉渣的吸水率的测定方法参照《公路工程集料试验规程jtg e42》。
25.s2：基于炉渣混凝土的设计强度x，确定炉渣混凝土的渣胶比y，渣胶比y＝8.7x-0.38
。
26.渣胶比，即炉渣与水泥胶材的质量比值。渣胶比y＝炉渣质量：水泥胶材质量。
27.s3：基于减水率以及水泥胶材的净浆流动度，确定水泥胶材的水灰比。
28.具体的，减水剂的减水率越大，水灰比取值越小。水灰比在0.18～0.24之间。
29.s4：基于炉渣的重量、渣胶比以及水灰比，计算炉渣混凝土的初始用水量。
30.s5：基于细炉渣与粗炉渣的吸水率及炉渣的级配，修正初始用水量以获得修正用水量，修正用水量＝初始用水量+m1×
α1+m2×
α2，其中，m1为细炉渣的重量，m2为粗炉渣的重量，α1为细炉渣的吸水率，α2为粗炉渣的吸水率。
31.以下设计强度为c50的炉渣混凝土为实例，具体说明本发明的一种炉渣混凝土配合比设计方法。
32.炉渣的最大粒径为10mm，细炉渣细度模数为2.7。细炉渣的吸水率为13％，粗炉渣吸水率为7％，高性能减水剂减水率为30％，配制目标强度为c50的混凝土，配合比设计如下：
33.确定细炉渣与粗炉渣的(重量)配比为1:1.4，设定细炉渣的重量为1kg，那么粗炉渣的重量为1.4kg；
34.根据高性能减水剂的减水率30％，初步确定水灰比为0.20；
35.炉渣混凝土的设计强度为c50，根据渣胶比y＝8.7x-0.38
，渣胶比y为1.97，相应的水
泥胶材用量为1.22kg。
36.根据初步水灰比为0.2，则初始用水量为0.244kg。
37.根据细炉渣的吸水率为13％，粗炉渣吸水率为7％，修正用水量＝0.244+1
×
0.13+1.4*0.07＝0.472kg。
38.综上，根据现有炉渣水平，计算所得细粗炉渣比例为1:1.4，细炉渣的重量为1kg时，粗炉渣的重量为1.4kg，胶材用量为1.22kg，减水剂减水率为30％时，用水量为0.472kg。
39.本发明的炉渣混凝土配合比设计方法，基于炉渣混凝土的强度的两构成因素，一是胶浆，二就是炉渣，炉渣强度低通过提高胶浆强度来实现，通过保证胶浆足够的用量，对炉渣集料实现充分的包裹进而提高炉渣混凝土强度，使得炉渣混凝土强度能符合现行施工标准，一方面，利用炉渣再生建材，另一方面，降低环境压力。
40.以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
技术特征：1.一种炉渣混凝土配合比设计方法，其特征在于，炉渣混凝土包括水泥、炉渣、高性能减水剂和水，所述炉渣由粗炉渣和细炉渣组成，所述细炉渣的粒径小于5mm，所述粗炉渣的粒径为5～10mm，所述细炉渣与所述粗炉渣的重量比为1：a，其中a值为1～1.5，所述减水率大于30％，炉渣混凝土配合比设计方法包括以下步骤：测定所述炉渣中的细炉渣和粗炉渣的重量、以及细炉渣与粗炉渣的吸水率；基于所述炉渣混凝土的设计强度x，确定所述炉渣混凝土的渣胶比y，所述渣胶比y＝8.7x-0.38
；基于所述减水率，确定所述水泥胶材的水灰比；基于所述炉渣的重量、所述渣胶比以及所述水灰比，计算所述炉渣混凝土的初始用水量；基于细炉渣与粗炉渣的吸水率及所述炉渣的级配，修正所述初始用水量以获得修正用水量，修正用水量＝初始用水量+m1×
α1+m2×
α2，其中，m1为细炉渣的重量，m2为粗炉渣的重量，α1为细炉渣的吸水率，α2为粗炉渣的吸水率。2.根据权利要求1所述的炉渣混凝土配合比设计方法，其特征在于，所述水灰比在0.18～0.24之间。3.根据权利要求2所述的炉渣混凝土配合比设计方法，其特征在于，所述减水剂的减水率越大，所述水灰比取值越小。4.根据权利要求1所述的炉渣混凝土配合比设计方法，其特征在于，当所述细炉渣的细度模数小于2.8时，a值应为1.5。
技术总结本发明公开了一种炉渣混凝土配合比设计方法，基于炉渣混凝土的强度的两构成因素，一是胶浆，二就是炉渣，炉渣强度低通过提高胶浆强度来实现，通过保证胶浆足够的用量，对炉渣集料实现充分的包裹进而提高炉渣混凝土强度，使得炉渣混凝土强度能符合现行施工标准，一方面，利用炉渣再生建材，另一方面，降低环境压力。本发明解决了炉渣的孔隙率高且压碎值高的特性导致其无法直接应用于混凝土浇筑的问题。特性导致其无法直接应用于混凝土浇筑的问题。
技术研发人员：王强 徐斌 王欢 何昌轩 段昕智 贲虎 罗鹏飞
受保护的技术使用者：上海市市政规划设计研究院有限公司
技术研发日：2022.03.23
技术公布日：2022/7/5
