绿色高性能混凝土配合比设计与性能预测.pdf

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1、2016年12月建材与装饰规划与设计绿色高性能混凝土配合比设计与性能预测孟宪刚（江苏捷达交通工程集团有限公司江苏淮安223001）摘要：随着低碳、环保、绿色理念在城市建设中的提出，混凝土作为建筑重要材料也应该向着生态环保的绿色方向发展，本文在对混凝土配比优化设计及预测原理分析基础上，讨论了绿色高性能混凝土配合比优化设计方法，并对混凝土性能预测进行研究。关键词：绿色；高性能混凝土；配合比设计；性能中图分类号：TU528文献标识码：A文章编号：1673-0038（2016）53-0071-02前言随着绿色高性能混凝土的出现，传统

2、混凝土配合比设计方法随着国家对绿色环保型建筑材料的大力推广，对绿色高性能已经难以达到设计要求，尽管也存在一定的优势，但由于在配合混凝土进行研究，是可持续发展的需求。本文从绿色高性能混凝比优化设计中对复杂的非线性规划问题应用了大量智能算法进土原材料入手，对混凝土受原材料的影响进行分析，对配合比进行优化，理论性过强，操作性不强，所以实际工程中应用不多。本行优化设计，对当前混凝土配合比设计中单纯追求高强度，而对文对高性能混凝土配合比优化设计中提出直接搜索算法，以窗材料浪费及耐久性忽视的问题进行改善，确保混凝土配合比的口形式操作，原

3、理简单，不需要复杂程序编写步骤，使用者更容规范化与精细化要求，为绿色高性能混凝土的应用奠定基础。易接受。把混凝土材料的经济成本最低化作为优化目标，目标函数为：1配合比优化设计及性能预测原理71.1绿色高性能混凝土基本性能minf（x）=∑（xiy）ii=l主要包含四个方面的基本性能：工作性、高强度、高耐久性及1立方强度等级为C60的高性能混凝土中水泥、砂、石、水、绿色性。①工作性是绿色高性能混凝土的基本特性，具备密实且减水剂、硅粉、粉煤灰的用量（kg）分别是x1~x7；各原材料的单价均匀的结构，方便搅拌、运输、振捣等施工，并

4、且确保混凝土不出（kg/元）分别是y1~y7。各组成材料的用料约束：现离析、泌水、分层等病害。②高强度。水泥石的强度对混凝土强x（l）≤x≤x（u）iii度有决定作用，而水泥矿物产物及硬化孔隙率对水泥石强度产其中，x（l），x（u）分别为材料的下、上限。材料体积约束：ii生主要影响，水胶比又对孔隙率起决定作用，因此，对混凝土强7度进行衡量时，水胶比为主要指标。此外，混凝土的早强不等于∑（xi/ρi）+10α-1000=0i=l混凝土强度，早强容易导致混凝土出现裂缝，影响耐久性。③高其中，ρi为各材料的密度（i=1，2，3，4

5、，5，6，7）；α为混凝土的耐久性。包含抗渗性、抗碳化性、抗冻性、抗碱骨料反应、抗侵蚀含气量，不掺加引气剂时，取α=1。性及抗氯离子渗透等内容，所以对混凝土耐久性不能笼统评价。1.4混凝土性能预测的方法④绿色性。指的是对能源、资源的节约，保护环境及可持续发展随着计算机技术和人工智能技术的发展，在混凝土性能预测的综合性能。及评价中，遗传算法、人工神经网络及蚁群算法等智能算法的应1.2绿色高性能混凝土配合比设计原则用，使混凝土预测评价方法具有多样性特点，并且人们都比较容绿色高性能混凝土配合比设计中，需要遵循的原则较多；从易接受；

6、大量实践验证，在非线性问题解决方面，智能算法的能生产工艺方面来看，混凝土配合比设计是将水泥、水、粗骨料、细力较强，在实际工程中应用效果较好。本文利用人工神经网络进骨料、矿物掺合料及外加剂等配合对混凝土进行生产的过程；从行混凝土性能预测，该方法是对生物神经网络进行模拟的一种使用性能来看，混凝土配合比设计要遵循工作性、强度及耐久性信息处理模型，将一系列经过归一处理的信号用权值连接起来，及经济性等原则的相互权衡。其中，工作性能原则，是混凝土配通过信号累加器求和，在激励函数作用下，在一定范围内限制输合比设计的前提，良好的工作性能关系

7、到混凝土的耐久性、强度出信号的网络计算方法，计算原理如图1所示。等关键因素，对新拌合的混凝土的保水性、黏聚性及流动性有直接影响；强度与耐久性原则，绿色高性能混凝土与普通混凝土相比，强度不是唯一衡量指标，在强度得到满足的情况下，还要注重耐久性指标；经济性原则是混凝土配合比设计中需要考虑的原则之一，可以有效的降低施工成本，实现的途径包含两个方面：①将掺入优质矿物掺合料，减少水泥用量；②提高骨料质量，图1人工神经网络基本原理降低骨料孔隙率，保证级配良好，这样可以控制浆量，降低用水量及胶凝材料用量。2混凝土配合比优化设计1.3混凝土

8、配合比优化设计方法2.1原材料的技术要求·71·规划与设计建材与装饰2016年12月①水泥。作为混凝土配制中主要的胶凝材料，首先必须满足是否经济合理进行考虑。国家标准。绿色高性能混凝土配制中，不能只是追求高强度，还3混凝土性能预测要兼顾耐久性能、力学及工作性能等，对颗粒级配要合理搭配，对混