基于响应面法的粉煤灰-矿渣-凝灰岩石粉地聚物混凝土配合比设计OA

为优化碱激发粉煤灰-矿渣-凝灰岩石粉地聚物混凝土配合比,本研究采用Box-Behnken响应面法设计,以粉煤灰、矿渣和凝灰岩石粉为三元固废前驱体,配合氢氧化钠-硅酸钠复合激发剂体系,开展地聚物混凝土配合比优化研究。通过构建响应面回归模型,系统研究了水胶比、碱激发剂模数、矿渣添加比例、凝灰岩石粉掺量等变量及其交互作用对地聚物混凝土抗压强度的影响规律。方差分析结果表明:各变量对抗压强度的作用效力存在显著梯度差异(P<0.05),其影响权重顺序依次为:矿渣掺量(贡献度38.50%)>水胶比(贡献度7.89%)>碱激发剂模数(贡献度4.32%)>凝灰岩石粉掺量(贡献度3.41%)。矿渣掺量影响最为显著,其最佳掺量为48.98%时;水胶比影响极为显著,最佳水胶比为0.350;碱激发剂模数影响较为显著,最佳碱激发模数为1.467;而凝灰岩石粉掺量影响较弱,最佳掺量为13.44%。微观分析表明,矿渣通过促进C-S-H/C-A-S-H凝胶生成提高密实度,而水胶比过高或过低均会因孔隙或裂缝导致抗压强度下降。优化配比下,实测抗压强度达70.10 MPa,与模型预测的71.52 MPa相比误差仅为2.0%,证明了响应面法对粉煤灰-矿渣-凝灰岩石粉地聚物混凝土配合比的优化预测基本准确,模型精度较高,可以进行有效的强度预测。