固废基复合胶凝材料配比优化设计及协同效应研究

作者：朱增超; 刘贤平; 水中和^*; 高旭; 黄赟; 郑武; 葛叶鑫

来源：硅酸盐通报, 2023, 42(12): 4368-4388.

DOI：10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2023.12.018

• 胶凝材料
• 固废
• D-optimal设计
• PSO-BP模型
• 协同效应
• 力学性能

利用多种固废协同制备固废基复合胶凝材料(MSSWB)是固废资源化利用的有效途径，然而，相对复杂的原材料组成和较低的力学性能限制了MSSWB的应用。本文首先借助D-optimal设计方法设计了100组实验配比作为数据集，然后创建了PSO-BP模型用于MSSWB力学性能的预测，并通过粒子群优化算法(PSO)确定了各原材料的最佳质量配比，最后采用XRD、TG-DTG和NMR等微观分析方法研究了MSSWB的水化产物以及多元固废之间的协同效应。结果表明：PSO-BP模型可有效预测胶凝材料的抗压强度，经粒子群优化算法优化后的配比强度明显高于未优化配比强度，最优配比组的28 d胶砂抗压强度较未优化配比组提高了20.8%;优化配比组的较高强度主要与水化产物钙矾石和C-S-H凝胶生成量较多且水化产物之间的交联度较高有关，这表明各原材料配比优化之后，其协同效应更加明显。

• 单位
  武汉理工大学; 硅酸盐建筑材料国家重点实验室; 中山市武汉理工大学先进工程技术研究院; 土木工程与建筑学院