一种混凝土性能的综合评价方法

专利2025-06-17  14


本发明涉及混凝土,尤其涉及一种混凝土性能的综合评价方法。


背景技术:

1、混凝土是建筑工程中广泛使用的材料之一,其以高强度、易成型和经济性的优点,在多种结构中发挥着核心作用。然而目前对混凝土(例如底灰混凝土)的性能评价较为单一,无法全面了解混凝土的性能。另外,混凝土施工中,由于混凝土需求量大,施工工艺杂乱,难免会造成了难以估量的能源、物质消耗。如何客观、综合地评价不同混凝土性的性能成为急需的解决的问题。

2、因此,现有技术还有待于改进和发展。


技术实现思路

1、基于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种混凝土性能的综合评价方法。

2、本发明的技术方案如下:

3、本发明的第一方面,提供一种混凝土性能的综合评价方法,其中,包括如下步骤:

4、对混凝土进行生命周期评估,得到混凝土全生命周期的环境影响;

5、测试所述混凝土的孔隙率、表观密度和力学性能,所述力学性能包括抗压强度;将环境影响与抗压强度的比值记作生态强度效率;

6、以环境影响、孔隙率、表观密度、抗压强度和生态强度效率作为评价指标,并进行归一化处理,综合评价不同混凝土的性能。

7、可选地,所述混凝土全生命周期包括原料获取阶段、原料运输阶段和混凝土生产阶段,其中,所述原料获取阶段包括获取混凝土生产所需的各原料,所述原料运输阶段包括将混凝土生产所需的各原料运输到混凝土生产场地,所述混凝土生产阶段包括利用所述各原料生产混凝土;

8、所述对混凝土进行生命周期评估,得到混凝土全生命周期的环境影响的步骤具体包括:

9、获取原料获取阶段的环境影响、原料运输阶段的环境影响和混凝土生产阶段的环境影响;

10、将获取的原料获取阶段的环境影响、原料运输阶段的环境影响与混凝土生产阶段的环境影响进行加和,获得混凝土全生命周期的环境影响。

11、可选地,获取原料获取阶段的环境影响的步骤具体包括:

12、使用ecoinvent 3和elcd数据库,分别对各原料进行生命周期评估,分别获得各原料全生命周期的环境影响,进而获得原料获取阶段的环境影响。

13、可选地,获取原料运输阶段的环境影响的步骤具体包括:

14、确定各原料供应商的位置,测量各原料供应商与混凝土生产场地的距离;

15、获取1kg原料运输1km的环境影响;

16、根据混凝土所需的各原料的质量、各原料供应商与混凝土生产场地的距离以及1kg原料运输1km的环境影响,得到原料运输阶段的环境影响。

17、可选地,所述环境影响包括6个指标,分别为非生物耗竭潜能、全球变暖潜势、光化学臭氧产生电位、酸化潜力、富营养化的潜力和初级能源及不可再生能源;

18、则所述混凝土全生命周期的非生物耗竭潜能为原料获取阶段的非生物耗竭潜能、原料运输阶段的非生物耗竭潜能与混凝土生产阶段的非生物耗竭潜能进行加和;

19、所述混凝土全生命周期的全球变暖潜势为原料获取阶段的全球变暖潜势、原料运输阶段的全球变暖潜势与混凝土生产阶段的全球变暖潜势进行加和;

20、所述混凝土全生命周期的光化学臭氧产生电位为原料获取阶段的光化学臭氧产生电位、原料运输阶段的光化学臭氧产生电位与混凝土生产阶段的光化学臭氧产生电位进行加和;

21、所述混凝土全生命周期的酸化潜力为原料获取阶段的酸化潜力、原料运输阶段的酸化潜力与混凝土生产阶段的酸化潜力进行加和;

22、所述混凝土全生命周期的富营养化的潜力为原料获取阶段的富营养化的潜力、原料运输阶段的富营养化的潜力与混凝土生产阶段的富营养化的潜力进行加和;

23、所述混凝土全生命周期的初级能源及不可再生能源为原料获取阶段的初级能源及不可再生能源、原料运输阶段的初级能源及不可再生能源与混凝土生产阶段的初级能源及不可再生能源进行加和。

24、可选地,所述各原料包括水泥、城市固体废弃物焚烧底灰、水、粗骨料和细骨料。

25、可选地,城市固体废弃物焚烧底灰全生命周期的环境影响通过如下公式计算:

26、

27、其中,eiba为城市固体废弃物焚烧底灰全生命周期的环境影响,eifa为飞灰全生命周期的环境影响,rfa为城市生活垃圾焚烧灰中飞灰的质量比例,rba为城市生活垃圾焚烧灰中底灰的质量比例。

28、可选地,采用压汞法测试混凝土的孔隙率和表观密度。

29、可选地,所述以环境影响、孔隙率、表观密度、抗压强度和生态强度效率作为评价指标,并进行归一化处理,综合评价不同混凝土的性能的步骤具体包括:

30、分别将不同混凝土的环境影响、孔隙率、表观密度、抗压强度和生态强度效率作为评价指标,进行归一化后,画出雷达图,构建混凝土性能的综合评价模型,综合评价不同混凝土的性能。

31、可选地,所述力学性能还包括抗拉强度;

32、所述混凝土性能的综合评价方法还包括如下步骤:

33、测试混凝土的工作性、干缩性和耐久性;

34、以环境影响、孔隙率、表观密度、抗压强度、生态强度效率、抗拉强度、工作性、干缩性和耐久性作为评价指标,进行归一化处理,综合评价不同混凝土的性能。

35、有益效果:本发明提供的混凝土性能的综合评价方法可评估不同混凝土在降低环境足迹方面的潜力,并通过环境影响、孔隙率、表观密度、抗压强度和生态强度效率作为评价指标,并进行归一化处理,实现多尺度评价不同混凝土的综合性能,为混凝土的研究、性能的提升提供手段,也为混凝土更好地应用、如何降低混凝土对环境的影响、开发绿色环保的混凝土提供了技术支持。



技术特征:

1.一种混凝土性能的综合评价方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的混凝土性能的综合评价方法,其特征在于,所述混凝土全生命周期包括原料获取阶段、原料运输阶段和混凝土生产阶段,其中,所述原料获取阶段包括获取混凝土生产所需的各原料,所述原料运输阶段包括将混凝土生产所需的各原料运输到混凝土生产场地,所述混凝土生产阶段包括利用所述各原料生产混凝土;

3.根据权利要求2所述的混凝土性能的综合评价方法,其特征在于,获取原料获取阶段的环境影响的步骤具体包括:

4.根据权利要求2所述的混凝土性能的综合评价方法,其特征在于,获取原料运输阶段的环境影响的步骤具体包括:

5.根据权利要求1-4任一项所述的混凝土性能的综合评价方法,其特征在于,所述环境影响包括6个指标,分别为非生物耗竭潜能、全球变暖潜势、光化学臭氧产生电位、酸化潜力、富营养化的潜力和初级能源及不可再生能源;

6.根据权利要求3所述的混凝土性能的综合评价方法,其特征在于,所述各原料包括水泥、城市固体废弃物焚烧底灰、水、粗骨料和细骨料。

7.根据权利要求6所述的混凝土性能的综合评价方法,其特征在于,城市固体废弃物焚烧底灰全生命周期的环境影响通过如下公式计算:

8.根据权利要求1所述的混凝土性能的综合评价方法,其特征在于,采用压汞法测试混凝土的孔隙率和表观密度。

9.根据权利要求1所述的混凝土性能的综合评价方法,其特征在于,所述以环境影响、孔隙率、表观密度、抗压强度和生态强度效率作为评价指标,并进行归一化处理,综合评价不同混凝土的性能的步骤具体包括:

10.根据权利要求1所述的混凝土性能的综合评价方法,其特征在于,所述力学性能还包括抗拉强度;


技术总结
本发明公开一种混凝土性能的综合评价方法,涉及混凝土技术领域,包括如下步骤:对混凝土进行生命周期评估,得到混凝土全生命周期的环境影响;测试混凝土的孔隙率、表观密度和力学性能,力学性能包括抗压强度;将环境影响与抗压强度的比值记作生态强度效率;以环境影响、孔隙率、表观密度、抗压强度和生态强度效率作为评价指标,并进行归一化处理,综合评价不同混凝土的性能。本发明提供的方法可评估不同混凝土在降低环境足迹方面的潜力,且能够实现多尺度评价不同混凝土的综合性能,为混凝土的研究、性能的提升提供手段,也为混凝土更好地应用、如何降低混凝土对环境的影响、开发绿色环保的混凝土提供了技术支持。

技术研发人员:刘军,程磊,邢锋
受保护的技术使用者:深圳大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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