高性能混凝土配合比设计优化研究.pdf

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1、设计与规划!!"!高性能混凝土配合比设计优化研究方太云（江苏省交通运输厅工程质量监督局，江苏南京210000）摘要：本文探讨了高性能混凝土配合比配制技术途径和1.2.2浆集比设计原则，在满足高性能混凝土高工作性、高强度、高耐久性水泥浆与骨料的比例即为浆集比，采用适宜的集料时，浆基础上，以经济性为目标，确定配合比优化设计的数学函数，集比为35：65左右可较好的协调强度、工作性和体积稳定性，通过求解有约束条件的线性优化问题。算例表明，采用的优化配制出理想的高性能混凝土。设计可行。1.2.3砂率关键词：高性能混凝土；配合比；优化设计；研究砂率主要影响混凝土工作性，高性能混泥土砂率可

2、根据凝胶材料总量，集料级配及是否泵送等因素确定，一般为37%前言～44%。社会经济不断发展，对于工程结构质量有了更高的要求，1.2.4高效减水剂掺量尤其是随着环境恶化，结构使用环境可能存在腐蚀性，普通混高效减水剂一般根据扩展度要求确定，最佳掺量一般占凝土已不能保证设计使用年限内结构使用功能。通过掺入掺凝胶材料的1%～2%。和料和高性能化学外加剂技术途径配制的高性能混凝土，可1.2.5掺和料以大大提高混凝土耐久性，从而保证结构工程使用寿命。硅粉适宜掺量为凝胶材料的5%～8%，粉煤灰掺量一般控1高强高性能混凝土配制技术途径制在凝胶材料的18%左右。混凝土的高性能要得以实现，必须在

3、以下两个方面着手，2高性能混凝土配合比优化的函数一是配制混凝土主要原材料要求高；二是掺入高品质掺和料2.1在保证高性能混凝土品质前提下，尽可能的满足以和高性能化学外加剂。最小的成本获得最佳的施工效果的要求，在实际工程中要把1.1.1水泥原材料的经济成本最低化为优化的目标，以函数表达就是：高强高性能混凝土一般采用硅酸盐水泥，水泥的细度、石膏形态和数量、碱含量和C3A的数量是关键指标，应该通过筛选和试配来选择水泥。一般不得采用立窑水泥。1.1.2砂、石1立方米高强高性能混凝土中水泥、砂、石、水、减水剂、集料优选指标主要是：抗压强度、表面特征及最大粒径。硅粉以及粉煤灰的用量分别是x

4、1，x2，x3，x4，x5，x6，x7；各个粗集料表面最好形成立方形颗粒，以增强混凝土的内部黏聚原材料单价则是y1，y2，y3，y4，y5，y6，y7。各个组成材料的用力，最大粒径应控制在25mm以内且粗档与细档碎石搭配应以料限制是：堆积密度最大，空隙率最小为准测。细集料应采用级配良好中粗砂，细度模数不得低于2.7其他各项指标要满足规范要求。1.1.3掺和料上述表达式中i的取值依次是i＝1，2，3，……，7分别是掺和料主要有硅粉、粉煤灰、磨细矿渣粉、天然沸石粉等材料的下限（Xi(I)）和上限（xi(U)）。材料的自身体积限制为：品种。所用掺和料必须对混凝土和钢筋无害，能增大混

5、凝土的流动性和降低拌合物的粘性为佳。目前工程实际中主要掺入硅粉、矿渣和粉煤灰为主。硅粉是应用较早、技术教成熟的一种掺和料，硅粉中SIO2含量高，比表面积大，活性高，能填充Pi是各个材料的密度，i的取值是i=1，2，3，……，7；a是水泥空隙。磨细矿渣能延长凝结时间，改善混凝土的耐久性，混凝土含气量，如果没有掺加引气剂的话，a的取值是a＝1。矿渣的活性主要决定于矿渣的内部结构，与其化学成分也相2.2函数求解关。矿渣的内部结构主要与水淬时的冷却速度有关，经急骤冷LINGO软件内置了一种建立最优化模型的语言，使用简却进行水淬处理的矿渣，由于液相粘度增加很快，晶核来不及便。方便线性规

6、划、二次规划、非线性规划、网络优化、排队论形成，质点排列也不规则，而形成非晶质的玻璃体，具有热力等模型中最优化问题的求解。学不稳定状态，潜藏有较高的化学能，因而具有较高活性。而3高性能混凝土配合比设计优化实例在缓慢冷却的条件下，会结晶成大量的惰性矿物，活性很小。某C60的高性能混凝土，水泥选用强度等级为52.5的普化学成分作为评定矿渣活性一个方面，在同一水淬条件下，矿通硅酸盐水泥，密度3.2g/cm3，碎石粒径为5～25mm，密度为渣的质量可用质量系数K的大小来衡量。K=（CaO+MgO+AlO）/2.78g/cm3，砂密度为2.62g/cm3；硅粉表观密度为2.2g/m3，

7、I23（SiO+MnO+TiO），K值越大，矿渣的活性越高。级粉煤灰表观密度为2.25g/m3，选择聚羧酸系高效减水剂，扩22粉煤灰应采用I级，一级粉煤灰中它所含有的玻璃微珠展度大于500mm*500mm，材料参考价格为：水泥300元/t，碎润滑作用较高，能降低水灰比。优质粉煤灰自身所具有的细粉石50元/t，砂42元/t，，水0.002元/t，减水剂4500元/t，末填充效应和火山灰活性效应，掺入到混凝土中可以显著提硅粉1500元/t，粉煤灰30元/t。高混凝土的强度和密实度，进而形成高强高性能混凝土。