1.一种煤基固废胶凝材料配合比设计方法,其特征在于,所述煤基固废胶凝材料的原材料包括基体材料、激发剂、水和外加剂,其中,基体材料为粉煤灰、煤矸石和炉渣,所述激发剂为硅酸钠溶液;所述煤基固废胶凝材料配合比的设计方法,步骤如下:(1)改变煤基固废基胶凝材料中的原材料配比、水固比、养护龄期、激发剂含量,得到相应的煤基固废基胶凝材料并测试其工作性能,所述工作性能包括流动度和抗压强度,得到煤基固废Ca/Si-Si/Al-激发剂含量-水固比-养护温度-养护龄期-工作性能对应的试配数据库;(2)根据目标工作性能,匹配试配数据库以得到Ca/Si-Si/Al-激发剂含量-水固比-养护温度-养护龄期对应的数个试配配合比;(3)计算煤基固废体系玻璃体的总含量,根据玻璃体含量与各原材料活性指数差异联合修正各试配配合比中相应原材料的用量,得到相应的修正配合比;步骤(3)中,根据胶凝材料的活性指数,计算相应的变化系数:煤矸石的差异系数: A C 为新的煤矸石的活性指数,A C0 为试配数据库中的煤矸石的活性指数;粉煤灰的差异系数: A F 为新的粉煤灰的活性指数,A F0 为试配数据库中的粉煤灰的活性指数;炉渣的差异系数: A S 为新的炉渣的活性指数,A S0 为试配数据库中的炉渣的活性指数;玻璃体含量的差异系数: C V 为新的基体材料的总玻璃体含量,C V0 为试配数据库中的基体材料的总玻璃体含量;胶凝材料的修正抗压强度为:f R =fλ,f为试配数据库中的胶凝材料的抗压强度,λ为原材料考虑玻璃体含量与各原材料活性指数差异的变异系数;建立胶凝材料的水固比与抗压强度的关系:建立胶凝材料的水固比与流动度的关系:F=c(W/S)+d其中,a、b、c、d为相应的回归系数;根据上述等式计算得到胶凝材料的水固比:其中, 胶凝材料变化后的水固比为: f’ 28 为新的胶凝材料的28d抗压强度,F’为新的胶凝材料的流动度;得到胶凝材料变化后的修正需水量W’;根据胶凝材料的修正抗压强度与修正需水量调整试配配合比,得到修正配合比;(4)根据符合条件的修正配合比及其对应的养护条件进行样品制备和养护,得到试配煤基固废基胶凝材料并进行工作性能测试,包括流动度和抗压强度;(5)筛选出满足目标工作性能对应的修正配合比,再通过原材料配置与经济性分析获取最合适的修正配合比作为最终配合比。
2.如权利要求1所述煤基固废胶凝材料配合比设计方法,其特征在于,步骤(1)中,所述养护温度包括20℃和40℃,养护天数包括3d和28d;在20℃下,养护时间为3d的抗压强度与养护时间为28d的抗压强度的关系为:f 28 =Af 3 +B在40℃下,养护时间为3d的抗压强度与养护时间为28d的抗压强度的关系为:f 28 =Cf 3 +D其中,A、B、C、D为相应的回归系数。
3.如权利要求1所述煤基固废胶凝材料配合比设计方法,其特征在于,步骤(1)中,煤矸石在基体材料中的含量为20%,40%,60%,80%和100%,粉煤灰和炉渣的掺量比为1:1。
4.如权利要求1所述煤基固废胶凝材料配合比设计方法,其特征在于,步骤(1)中,所述硅酸钠溶液占基体材料质量的8%-12%。
5.如权利要求1所述煤基固废胶凝材料配合比设计方法,其特征在于,所述水固比为0.5到0.8。
6.如权利要求1所述煤基固废胶凝材料配合比设计方法,其特征在于,步骤(1)中,所述煤基固废基胶凝材料的28d抗压强度为3-10Mpa,或,流动度为160-280mm。
7.如权利要求1所述煤基固废胶凝材料配合比设计方法,其特征在于,步骤(2)中,所述配合比的筛选方式如下:在目标工作性能上下10%范围内,基于步骤(1)确定的试配数据库筛选相应的配合比。
8.如权利要求1所述煤基固废胶凝材料配合比设计方法,其特征在于,步骤(5)中,若修正后所有试配煤基固废基胶凝材料均未达到目标工作性能,则返回步骤(3)对修正配合比进行微调,直至试配煤基固废基胶凝材料达到目标工作性能。
9.一种煤基固废基胶凝材料配合比设计系统,其特征在于,所述系统应用上述权利要求1-8任一项所述设计方法实现所述配合比的筛选,所述系统包括:数据库模块,用于储存煤基固废基胶凝材料的试配数据库;输入模块,用于输入基体材料变化之后所需达到的目标抗压强度、流动度及试配煤基固废基胶凝材料的抗压强度与流动度;筛选模块,包括匹配功能,修正功能与筛选功能;匹配功能,用于根据目标抗压强度、流动度,匹配试配数据库以得到Ca/Si-Si/Al-激发剂含量-水固比-养护温度-养护龄期-工作性能对应的试配配合比与养护情况;修正模块,根据玻璃体含量与各原材料活性指数差异联合修正各试配配合比中相应原材料的用量,得到相应的修正配合比;筛选模块,筛选出试配煤基固废基胶凝材料的工作性能满足目标工作性能对应的修正配合比,再通过原材料配置与经济性分析获取最合适的修正配合比作为最终配合比;输出模块,用于输出基体材料变化之后所需达到的目标抗压强度、流动度的煤基固废基胶凝材料的配合比。