一种划分混凝土用再生粗骨料质量等级最优区间的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及资源循环再生应用领域，尤其涉及废弃混凝土的循环再生，再生粗骨 料质量等级划分。
【背景技术】
[0002] 节能与减排目前已成为建设资源节约型、环境友好型社会的迫切需求。建筑业作 为国民经济的支柱产业，近几十年来得到突飞猛进的发展，然而，以混凝土为主要材料的建 筑物及构筑物对天然砂石的大量开采，导致目前合格的天然砂石供应十分紧张。并且随着 混凝土结构施工、生产、维修及使用寿命的到达，必将产生大量的废弃混凝土。目前，我国对 废弃混凝土的综合利用进行深入研究，并取得了一定的经济效益、环境效益和社会效益。
[0003] 国外许多专家学者对再生粗骨料质量等级进行了分级和评估。美国国际材料与结 构研究试验联合会RILEM在1993年颁布的《再生骨料混凝土规定》中，将再生粗骨料分为3 类，分别为废砌筑材料、废混凝土、天然骨料与再生骨料的混合材，并采用密度限值、最大吸 水率、最高杂质（金属、有机物、填充料、砂、硫酸盐等）含量等指标对三类再生粗骨料质量 作出了要求。日本在1994年4月颁布的《再生混凝土材料的质量试行条例》中，采用吸水 率、坚固性两个指标将再生粗骨料划分为3个等级，简便实用，不足在于考核指标偏少，分 级标准过于绝对化。英国BS标准中对结构混凝土用再生粗骨料作出了质量要求，该标准分 结构物、非结构物等5个工程项目类别，采用最低表观密度、最大吸水率、最大针片状含量、 最大冲击值、最大氯含量5个指标，提出了再生粗骨料的质量标准，颇具针对性。VIVIANW Y和TAMCM对该标准作了进一步的完善，首先将项目类别改为项目等级（从A到G共7个 等级），其次将5个指标的极值改为区间值，同时增加了硫酸盐含量这一指标。
[0004] 在我国，清华大学、同济大学和青岛理工大学也都对再生粗骨料的质量进行了分 级和评估。但是，同国外研究成果一样，都未能解决等级划分的突变性问题。因此，为了提 高评估结果的准确性，促进再生粗骨料在再生混凝土的推广和应用，迫切需要提出一种更 加完善的划分方法。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是对目前国内废弃混凝土利用率不高、利用水平低下， 缺乏解决等级划分的突变性问题的方法的不足，提供一种划分混凝土用再生粗骨料质量等 级最优区间的方法。
[0006] 为解决上述问题，基于模糊数学的理论，本发明所述的一种划分混凝土用再生粗 骨料质量等级最优区间的方法按如下步骤进行：
[0007] (1)确定混凝土用再生粗骨料质量等级评估指标；
[0008] (2)根据GB/T25177-2010《混凝土用再生粗骨料》和GB/T14685-2011《建筑用 卵石、碎石》界定各评估指标的下界值a和上界值b;
[0009] (3)建立最优区间隶属度函数，具体表达式为
[0011] (4)根据各质量等级及其对应的适用工程对各指标值的不同要求确定各指标对各 质量等级的最优区间；
[0012] (5)测定各评估指标的数值；
[0013] (6)各评估指标的数值带入隶属度函数表达式，得到各指标数值对应各等级的隶 属度，用隶属度矩阵R表示。
[0014] 作为本发明的限定，本发明所述的粗骨料为废弃混凝土破碎筛分得到的粒径大于 4. 75mm再生粗骨料；所述的评估指标为微粉含量、泥块含量、吸水率、氯化物含量、硫酸盐 含量、坚固性、压碎指标、表观密度、空隙率、水泥砂浆含量、砖含量；所述的各指标对各等级 的隶属度，当指标实测值低于下界时，对等级I取隶属度为1，其他等级取隶属度为〇 ;当指 标实测值高于上界时，对等级IV取隶属度为1，其他等级取隶属度为0 ;所述的最优区间，当 指标的实测值X在区间[c，d]时为最优，即区间[c，d]为该指标对相应质量等级的最优区 间，其隶属度为1，对于其他等级的隶属度是逐渐减小的。
[0015] 采用上述方法后，本方法相比现有的划分再生粗骨料质量等级方法具有以下优 占.
[0016] (1)本发明所引入上下界值，充分考虑到实测数值可能超过上下界的情况，使质量 等级划分更为合理。
[0017] (2)本发明采用的最优区间隶属度函数，指标数值在最优区间内，其对于该等级的 隶属度为1，对于其他等级的隶属度是逐渐减小的，这就实现各个等级之间的连续变化，避 免等级之间的突变性。
【具体实施方式】
[0018] 本发明将就以下实施例作进一步说明，但应了解的是，这些实施例仅为例示说明 之用，而不应被解释为本发明实施的限制。
[0019] 本发明中所有实施例选取的评估指标均为微粉含量、泥块含量、吸水率、氯化物含 量、硫酸盐含量、坚固性、压碎指标、表观密度、空隙率、水泥砂浆含量、砖含量。各指标的界 限值如表1所示，各指标的最优区间如表2所示。
[0020] 表1指标的界限值
[0021]
[0022] 表2各指标的最优区间
[0023]
[0024] 实施例I
[0025] 混凝土用再生粗骨料微粉含量、泥块含量、吸水率、氯化物含量、硫酸盐含量、坚 固性、压碎指标、表观密度、空隙率、水泥砂浆含量、砖含量11个评估指标的实测值分别为 I. 4%，0. 6%，3. 1%，0. 013%，0. 012%，3. 1%，17. 5%，2445kg/m3,51%，34. 6%，2%。
[0026] 实施例2
[0027] 混凝土用再生粗骨料微粉含量、泥块含量、吸水率、氯化物含量、硫酸盐含量、坚 固性、压碎指标、表观密度、空隙率、水泥砂浆含量、砖含量11个评估指标的实测值分别为 0? 9%，0. 5%，3. 0%，0? 011%，0. 012%，4. 2%，9. 8%，2540kg/m3,50%，23. 6%，1%。
[0028] 实施例3
[0029] 混凝土用再生粗骨料微粉含量、泥块含量、吸水率、氯化物含量、硫酸盐含量、坚 固性、压碎指标、表观密度、空隙率、水泥砂浆含量、砖含量11个评估指标的实测值分别为 0? 18%，I. 0%，3. 9%，0. 032%，0. 024%，14%，23.l%，2211kg/m3,54%，55. 0%，5. 6%。
[0030] 实施例4
[0031 ] 混凝土用再生粗骨料微粉含量、泥块含量、吸水率、氯化物含量、硫酸盐含量、坚 固性、压碎指标、表观密度、空隙率、水泥砂浆含量、砖含量11个评估指标的实测值分别为 3. 4%，I. 9%，5. 0%，0? 043%，0. 035%，5. 0%，16. 0%，2104kg/m3,53%，67. 1%，10%。
[0032] 经最优区间隶属度函数计算，各实施例中各评估指标对四个质量等级的隶属度矩 阵如下：
[0035]
[0037] 经综合评估可得到以上实施例中混凝土用再生粗骨料的质量等级，评估结果如表 3所示。
[0038] 表3再生粗骨料质量等级评估结果
[0039]
[0040] 为了验证本方法的科学性与合理性。依据现有规范对粗骨料划分等级，以RILEM 对再生粗骨料的分级方法为例，取实施例1吸水率3. 1%，得到实施例1质量等级分别为I 级按照本划分混凝土用再生粗骨料质量等级的方法，吸水率3. 1 %对1、II、III、IV级的隶 属度分别是0. 6765、1、0. 9853、0. 7788,可见本划分混凝土用再生粗骨料质量等级的方法实 现各个等级之间的连续变化，避免等级之间的突变性。
[0041] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围。通过上述的说 明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明方法思想的范围内，进行多样的变更以 及修改。本项发明的方法范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确 定其方法范围。
【主权项】
1. 一种划分混凝土用再生粗骨料质量等级最优区间的方法，其特征在于该方法采用最 优区间对混凝土用再生粗骨料质量等级划分主要涉及以下方面： 确定混凝土用再生粗骨料质量的评估指标；界定各评估指标实测值的上界和下界值； 混凝土用再生粗骨料质量分级；建立最优区间型隶属度函数；确定各指标对各等级的隶属 度；界定各评估指标对各质量等级的最优区间。2. 权利要求1所述的一种划分混凝土用再生粗骨料质量等级最优区间的方法，其特征 在于所述的粗骨料为废弃混凝土破碎筛分后粒径大于4. 75mm的再生粗骨料。3. 权利要求1所述的一种划分混凝土用再生粗骨料质量等级最优区间的方法，其特征 在于所述的混凝土用再生粗骨料质量的评估指标采用微粉含量、泥块含量、吸水率、氯化物 含量、硫酸盐含量、坚固性、压碎指标、表观密度、空隙率、水泥砂浆含量、砖含量11个评估 指标。4. 权利要求1所述的一种划分混凝土用再生粗骨料质量等级最优区间的方法，其特征 在于所述的混凝土用再生粗骨料质量分级为I、II、III、IV4个连续变化的模糊质量等级。5. 权利要求1所述的一种划分混凝土用再生粗骨料质量等级最优区间的方法，其特征 在于所述的各评估指标实测值的上界值和下界值是根据GB/T25177-2010《混凝土用再生粗 骨料》和GB/T14685-2011《建筑用卵石、碎石》界定的。6. 权利要求1所述的一种划分混凝土用再生粗骨料质量等级最优区间的方法，其特征 在于所述的建立的最优区间型隶属度函数表达式为式中x代表指标的实测值，a、b分别 S. 代表指标的下界和上界。7. 权利要求1所述的一种划分混凝土用再生粗骨料质量等级最优区间的方法，其特征 在于所述的各评估指标对各质量等级的最优区间是根据各质量等级及其对应的适用工程 对各指标值的不同要求确定的。8. 权利要求5所述的一种划分混凝土用再生粗骨料质量等级最优区间的方法，其特征 在于所述的上界值和下界值做如下规定：当指标实测值低于下界时，对等级I取隶属度为 1，其他等级取隶属度为〇 ;当指标实测值高于上界时，对等级IV取隶属度为1，其他等级取 隶属度为0。9. 权利要求7所述的一种划分混凝土用再生粗骨料质量等级最优区间的方法，其特征 在于所述的各评估指标对各质量等级的最优区间是按如下规定确定的：当指标的实测值x 在区间[c，d]时为最优，即区间[c，d]为该指标对相应质量等级的最优区间。10. 权利要求12所述的一种划分混凝土用再生粗骨料质量等级最优区间的方法，其特 征在于所述的实测值x在区间[c，d]时为最优，其隶属度为1，对于其他等级的隶属度是逐 渐减小的。
【专利摘要】本发明公开了一种划分混凝土用再生粗骨料质量等级最优区间的方法，该方法主要包括以下几方面内容：确定混凝土用再生粗骨料质量的评估指标，界定各评估指标实测值的上界和下界值，混凝土用再生粗骨料质量分级，建立最优区间型隶属度函数，确定各指标对各等级的隶属度，界定各评估指标对各质量等级的最优区间。本发明所述采用最优区间型隶属度函数确定各指标对各等级的隶属度是逐渐变化的，较好地解决了突变性问题，可避免结果的误判。
【IPC分类】C04B18/16
【公开号】CN105084795
【申请号】CN201510521023
【发明人】朱平华, 封金财, 王新杰, 卢月园
【申请人】常州大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月21日