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摘要
随着对可持续建筑需求的增长，如何在混凝土生产中有效利用固体废弃物材料变得越来越重要。然而，同时实现良好的工作性能、强度和耐久性仍然是一个挑战。本文提出了一种用于基于固体废弃物的自密实混凝土（SCC）的多参数配比设计方法。该方法结合了最低的用水量要求、浆体膜厚度的控制以及多性能的平衡。首先，通过降低用水量来优化了由硅灰、粉煤灰和过氧化石膏基水泥组成的三元固体废弃物粉体系统，以达到最大的堆积密度。然后，将这种混合物与不同剂量的普通波特兰水泥（OPC）混合，形成最终的水泥胶凝剂。骨料级配经过调整以减少孔隙率，浆体体积则是通过等效浆体膜厚度模型确定的。在相同的混合条件下，评估了OPC含量为70–40 wt.%、浆体膜厚度为2.0–2.6 mm的SCC在新拌状态下的性能、抗压强度、抗冻融性和材料成本。浆体膜厚度为2.4或2.6 mm的混合物满足了自密实性要求；其中OPC含量为50 wt%、浆体膜厚度为2.4 mm的混合物表现出最佳的整体性能平衡，其28天抗压强度高于OPC含量较高的混合物，同时提高了抗冻融性并降低了成本。TGA、XRD、ATR–FTIR和SEM–EDS分析的结果表明，这种设计方法有效地增加了氢氧化钙（CH）的消耗量，促进了C-(A)-S-H和钙铝矾的形成，并增强了界面过渡区（ITZ）的致密性。尽管该框架是针对特定的三元胶凝剂系统进行验证的，但它提供了一种可重复的比例策略，适用于更广泛的基于固体废弃物的混凝土系统，并有可能扩展到其他废弃物类型和使用环境，从而有助于开发更加资源高效和环境可持续的混凝土。
