高强混凝土的配合比优化及智能分析

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发布时间：2021-09-14

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高强混凝土的配合比优化及智能分析
刘富玲
(河南城建学院土木工程系，河南平顶山467044)
摘要：高强混凝土的力学性能受多种因素的影响，其合理的配合比的优化意义重大。提出采用智能分析方法支持向量机理论对28 d
抗压强度进行预测分析，通过正向和逆向相结合的方式确定合理的配合比，可以根据具体的工程需要的混凝土强度确定合理的配合比，实
现了混凝土配合比优化的智能分析，为高强混凝土的强度配合比提供了一种新的方法。
关键词：高强混凝土；配合比优化；智能分析
中图分类号： TU528．062 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2010)07—0129—03
Intelligence analysis and ratio optimized of high strength concrete
LⅡ，j1u-ling
(Ci 1 engineering，HenanUniversityofUrbanConstruction，Pingdingshan467044，China)
Abstract： The mechanical properties of high—strength concrete subject to a variety of factors，a reasonable proportion of its optimization is of
great significance．In this paper，intelligence analysis of the theory of support vector machines to predict 28 d compressive strength analysis，
through a combination offorward and reverse mode tO determine a reasonable proportion，based on the specific strength ofconcrete needed for the
project to determ ine a reasonable proportion，achieve fbe optimal ratio ofconcrete intelligence analysis，provides a new approach．／t is feasible in
anal sizing the strength ratio ofhigh-strength concrete．
Key words： high strength concrete；ratio optimize；intelligence analysis
0 引言
随着国民经济基本建设的飞速发展，建设大跨度、高层、重
载和能够承受恶劣环境条件所需的混凝土结构物越来越多，这
就要求混凝土不仅要具有良好的物理力学性能，还要具有长期
的耐久性。显然，一般混凝土已不能满足这一时代的要求。我
国自20世纪90年代起，具有高强度、高耐久性、大流动性、超
高度泵送、自密实不振捣等高性能的混凝土得以快速发展。由
于高性能混凝土具有高强度、高耐久性、大流动性、水灰比低、
组分复杂等特点，通常的混凝土配合比设计方法已不适用。但
迄今为止世界上还没有适合高性能混凝土配合比设计的统一
方法，都是基于各自试验的基础上计算具体的配合比。目前确
定混凝土强度的方法一般是在基准混凝土配合比的基础上，保
持水胶比或砂率不变，然后不断调整胶料和骨料。这种方法不
仅耗费大量原材料，而且也浪费大量的人力和时间。随着混凝
土系统的复杂性和动态性不断加强，研究规模不断加大，影响
因素逐渐增多，如粉煤灰混凝土、高性能混凝土等新型混凝土，
由于其影响因素更为复杂，甚至存在诸多因素的交互作用，线
性函数已不再适用，往往表现为特定的非线性规律，尤其在探
索混凝土强度影响因素与强度值之间的因果规律时，建立解析
数学模型是一件极其困难甚至难以实现的事。近年来，随着计
算机和生命科学的进步，智能方法得到了迅速发展，在工程界
得到了广泛应用。
所及的高性能混凝土配合比设计是指用常规的粉煤灰、胶
收稿日期：2010-02-21
凝材料、等原材料，确定合理的粉煤灰在胶凝材料中所占的比
例，胶凝材料用量、及胶水比。本文提出采用智能分析方法支持
向量机理论对28 d抗压强度进行预测分析，通过正向和逆向相
结合的方式确定合理的配合比，可以根据具体的工程需要的混
凝土强度确定合理的配合比，实现了混凝土配合比优化的智能
分析，为高强混凝土的强度配合比提供了一种新的方法。
1 配合比优化的相关性分析
高强、高性能混凝土配合比的设计，若完全按“鲍罗米”公
式计算，已不能满足要求，必须结合多年来积累的经验，根据原
材料的性能进行调整、计算、试验来确定。具体可概括为以下步
骤：挑选合适的原材料，运用新拌混凝土性能的影响和施工经
济效益的得失，通过合理的计算，调整和试验验证，最终确定混
凝土各种成分的最佳组合，然后按高强度、高性能混凝土的特
性进行试配。高强、高性能混凝土就已硬化来说，主要是确定其
强度和耐久性，而新拌混凝土主要是其工作性必须根据施工条
件、运距、气温、环境、浇捣方法等进行调试，其最终结果必须满
足其设计强度和有利于施工。
为确定合理的粉煤灰在胶凝材料中所占的比例，胶凝材料
用量、及胶水比，分别分析各自对混凝土强度的影响。共做了56组
试验，借鉴文献[6]的研究成果，通过多项式回归的方法分析各
自对混凝土强度的影响，拟合函数见公式(1)～(3)，拟合示意图
分别见图1-3。从图中可以看出对高强粉煤灰混凝土强度最重
要的影响因素为胶水比、其次依次为胶凝材料用量，粉煤灰在