基于Box-Behnken响应面法的多源固废地聚物混凝土力学性能优化设计
司光晔1，梁根福1，阿古达木1，章本本2，罗正东3*
(1. 中交第三公路工程局有限公司，北京 100102; 2. 东南大学 交通学院，江苏 南京 211189;3. 湘潭大学 土木工程学院，湖南 湘潭 411105)
摘 要： 地聚物是以工业固废为主要原料制备的绿色胶凝材料，具有早期强度高、耐腐蚀性强和低碳环保等优势。为实现多源固废的高效资源化利用，以矿渣粉、粉煤灰和钢渣粉为多源硅铝质前驱体，综合运用单因素试验和响应面法，系统探究了矿渣粉/粉煤灰比例、钢渣粉掺量及水胶比对多源固废地聚物混凝土力学性能的独立作用和交互影响。通过单因素试验确定各因素的合理取值范围，并基于Box-Behnken设计构建了多源固废地聚物混凝土抗压强度响应回归模型。方差分析结果表明，所建立的响应回归模型具有高度显著性，其中粉煤灰掺量对多源固废地聚物混凝土抗压强度的影响最为显著，钢渣粉掺量次之，水胶比影响相对较小。通过多因素数值优化技术，得到了满足C55强度等级要求的最优材料配合比参数为矿渣粉/粉煤灰比例80∶20、钢渣粉掺量20%、水胶比0.35。验证试验结果表明，抗压强度模型预测值与实测值的相对误差仅为2.62%，证实了响应回归模型的准确性与可靠性。研究结果可为多源固废地聚物混凝土的配合比设计与工程应用提供理论依据和数据支撑。
关键词： 多源固废; 地聚物混凝土; 响应面法; 配合比设计; 力学性能
基金项目： 湖南省自然科学基金项目(2023JJ50008);2024年度湖北省建设科技计划项目(JK20240113、JK20240114)
引文格式： 司光晔，梁根福，阿古达木，等. 基于Box-Behnken响应面法的多源固废地聚物混凝土力学性能优化设计[J]. 市政技术，2026，44(4)：23-31. (SI G Y，LIANG G F，AGUDAMU，et al. Optimized design of mechanical properties for multi-source solid waste geopolymer concrete based on Box-Behnken response surface methodology[J]. Journal of municipal technology，2026，44(4)：23-31.)