一种基于目标性能回归分析的透水混凝土配合比设计方法与流程

本发明属于水泥；混凝土；人造石；陶瓷；耐火材料的，特别涉及一种基于目标性能回归分析的透水混凝土配合比设计方法。

背景技术：

1、在城市化不断进步发展的过程中，现代城市的地表逐步被钢筋混凝土的房屋建筑和不透水的路面所覆盖，这些不透水的路面阻碍了雨水下渗，雨水在通过路表排除的过程中泄流能力有限，极易导致山洪的暴发，而不透水的路面还会使得城市的空气湿度降低，加速城市热岛效应的形成；除以上两项对社会和环境的影响较大的弊端外，还存在有更多其他的问题，如噪音、植被危害等，从而影响了城市人民的正常生活。

2、透水路面的研发，以及多孔沥青和透水混凝土结合等对城市的保水性等方面具有较好的提高，而人口的增长、快速的城市化和基建事业快速发展的需求也导致了建筑业的大幅增长，进而对混凝土的要求不断提高。

3、透水混凝土由于其在减少雨水径流和缓解城市热岛效应方面的显著效益，近年来受到了广泛的关注。然而，现有技术中其实没有具体的方法进行计算，因此没有特定的方法来通过透水混凝土所需的密度和渗透性等特性来计算混凝土的配合比。

4、透水混凝土配合比设计是实现预期性能的关键。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供了一种基于目标性能回归分析的透水混凝土配合比设计方法，通过建立透水混凝土性能的回归方程，得到透水混凝土的配合比设计方法，设计思想明确，可执行性高，满足了透水混凝土性能需求。

2、为了实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案，一种基于目标性能回归分析的透水混凝土配合比设计方法，所述方法包括以下步骤：

3、s1根据应用场合确定透水混凝土的目标性能，根据目标性能确定透水混凝土的设计密度ρ；应用场合包括但不限于人行道、汽车道等；

4、s2根据设计密度和已知材料参数，确定多组符合设计密度要求的透水混凝土配合比；已知材料参数包括但不限于骨料粒径参数、水灰比范围等；

5、s3基于所述配合比交叉验算理论性能值，若所述理论性能值满足目标性能，则该组配合比可行；

6、s4验算透水混凝土孔隙率，保证透水性能。

7、优选地，所述目标性能包括抗压强度fc和渗透率k。

8、优选地，根据已有透水混凝土配制数据拟合设计密度与目标抗压强度和渗透率的关系，其中，a1、a2、b1、b2和c均为设计参数。

9、优选地，s2中，配合比参数包括水灰比w/c、灰石比c/a、骨料重量加权粒径was和骨料均匀度系数cu。

10、优选地，所述骨料均匀度系数cu＝d60/d10，其中，d60为60％颗粒小于该尺寸的骨料尺寸，d10为10％颗粒小于该尺寸的骨料尺寸。

11、优选地，配合比参数与设计密度的关系满足和n5为拟合参数，根据已有配制结果确定。

12、优选地，基于配合比参数的理论性能值包括理论抗压强度cs和理论渗透率k’；理论抗压强度cs和理论渗透率k’与目标性能偏差小于10％，则符合目标性能要求。

13、优选地，理论抗压强度cs和理论渗透率k’满足：

14、

15、

16、其中，m1、m2、m3、m4、m5、k1、k2、k3、k4、k5均为拟合参数，根据已有配制结果确定。

17、优选地，s4中，设计密度ρ与孔隙率e之间的关系为e＝k·ρ+m，k和m为拟合参数，根据已有配制结果确定。

18、优选地，透水混凝土的孔隙率大于15％，可保证透水混凝土成型后的透水性能。

19、本发明提出了一种基于目标性能回归分析的透水混凝土配合比设计方法，通过确定透水混凝土的目标性能，设计抗压强度fc和渗透率k，根据密度ρ和抗压强度、渗透率的关系方程确定透水混凝土的设计密度，根据密度ρ和配合比参数的关系，选择符合要求的透水混凝土配合比，针对已确定的配合比，分别交叉验算fc和k的值，若fc和k值均满足目标要求，配合比设计完成；最后验算透水混凝土孔隙率，保证透水性能。

20、本发明的有益效果在于：

21、(1)基于回归分析建立了透水混凝土设计参数与性能指标的方程，可实现基于目标强度和渗透性能的配合比设计，并可对已有配合比进行验证，保证透水混凝土的目标性能；

22、(2)构建的回归方程具有良好的拟合优度，精度高、偏差小，可以很好地拟合透水混凝土的密度等性能；

23、(3)满足了建筑业对新型混凝土特性的需要，对透水混凝土路面的研发具有重要意义。

技术特征：

1.一种基于目标性能回归分析的透水混凝土配合比设计方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于目标性能回归分析的透水混凝土配合比设计方法，其特征在于：所述目标性能包括抗压强度fc和渗透率k。

3.根据权利要求2所述的一种基于目标性能回归分析的透水混凝土配合比设计方法，其特征在于：根据已有透水混凝土配制数据拟合设计密度与目标抗压强度和渗透率的关系，ρ＝a1·fc+a2·fc2+b1·k+b2·k2+c，其中，a1、a2、b1、b2和c均为设计参数。

4.根据权利要求1所述的一种基于目标性能回归分析的透水混凝土配合比设计方法，其特征在于：s2中，配合比参数包括水灰比w/c、灰石比c/a、骨料重量加权粒径was和骨料均匀度系数cu。

5.根据权利要求4所述的一种基于目标性能回归分析的透水混凝土配合比设计方法，其特征在于：所述骨料均匀度系数cu＝d60/d10，其中，d60为60％颗粒小于该尺寸的骨料尺寸，d10为10％颗粒小于该尺寸的骨料尺寸。

6.根据权利要求4所述的一种基于目标性能回归分析的透水混凝土配合比设计方法，其特征在于：配合比参数与设计密度的关系满足n1、n2、n3、n4和n5为拟合参数，根据已有配制结果确定。

7.根据权利要求4所述的一种基于目标性能回归分析的透水混凝土配合比设计方法，其特征在于：基于配合比参数的理论性能值包括理论抗压强度cs和理论渗透率k’；理论抗压强度cs和理论渗透率k’与目标性能偏差小于10％，则符合目标性能要求。

8.根据权利要求7所述的一种基于目标性能回归分析的透水混凝土配合比设计方法，其特征在于：理论抗压强度cs和理论渗透率k’满足：

9.根据权利要求1所述的一种基于目标性能回归分析的透水混凝土配合比设计方法，其特征在于：s4中，设计密度ρ与孔隙率e之间的关系为e＝k·ρ+m，k和m为拟合参数，根据已有配制结果确定。

10.根据权利要求9所述的一种基于目标性能回归分析的透水混凝土配合比设计方法，其特征在于：透水混凝土的孔隙率大于15％。

技术总结
本发明涉及一种基于目标性能回归分析的透水混凝土配合比设计方法，确定透水混凝土的目标性能，设计抗压强度fc和渗透率K，根据密度和抗压强度、渗透率的关系方程确定透水混凝土的设计密度，选择符合要求的透水混凝土配合比，交叉验算fc和K的值，均满足目标要求，配合比设计完成；验算透水混凝土孔隙率，保证透水性能。本发明基于回归分析建立透水混凝土设计参数与性能指标的方程，实现基于目标强度和渗透性能的配合比设计，可验证已有配合比，保证透水混凝土目标性能；构建的回归方程具有良好的拟合优度，精度高、偏差小，可很好地拟合透水混凝土的密度等性能；满足建筑业对新型混凝土特性需要，对透水混凝土路面研发具有重要意义。

技术研发人员：迟文明,宁英杰,李锋,何奔洋,赵颖超,金一峰,方维炯,黄国平,陈晓红,沈慧琴,孙淦,杜铮铮,斯振兴,李媛媛,雷俊飞
受保护的技术使用者：绍兴市城投建筑工业化制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16