高性能混凝土配合比智能化系统研究进展

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发布时间：2021-09-15

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高性能混凝土配合比智能化系统研究进展
余燕妮，·焦楚杰，张文华
(广州大学土木工程学院，广东广州510006)
摘要：介绍了高性能昆凝土配合比设计及其智能化在国内外的研究进展，分析了高性能混凝土配合比设计存在的问题，指出了需要进
一步深入研究的方向，为高性能混凝土配合比的研究与工程应用提供了参考。
关键词：高性能混凝土；配合比设计；智能化；国内外研究进展
中图分类号： TU528．062 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2011)07—0099—02
Research of the intelligent design of m ixed proportion of HPC
YUYan-ni，JIAOchu-jie,ZHANG Wen-hua
(College ofCivil Engineering，Guangzhou University，Guangzhou 510006，China)
Abstract： Jn view of the complexity of the design of mixed proportion of HPC．in order to alleviate the labor intensity of the concrete workers
effectively and improve the accuracy and economy of the mixed proportion of HPC．Introduces the design and intelligence of mixed proportion
of HPC and their development at home and abroad，analyzing the existing problems with the design of mixed proportion of HPC．The fur—
ther research direction are pointed out in this paper．It provides references for the research and Engineering Application of the design of mixed
proportion ofHPC．
Key words： HPC；design ofmixed proportion；intelligence；development at home and abroad
0 引言
高性能混凝土(High-performance Concrete，简称HPC)是一
种新型高技术混凝土，是在大幅度提高常规混凝土性能的基础
上，采用现代混凝土技术，选用优质原材料，在妥善的质量管理
的条件下制成的_1_。除水泥、水、集料之外，HPC必须采用低水胶
比和掺加足够细掺料与高效外加剂。HPC不同于普通混凝土的
特点在于其组分多，成分比较复杂，性能指标多，配合比设计比
较复杂。
近年来，随着物理、化学和计算机科学等现代化科学技术
的发展和应用，HPC配合比的智能化和优化设计技术有了很大
的发展。许多的混凝土研究人员口叫把计算机技术应用于高性能
混凝土配合比设计，也都取得了丰硕的成果。
1 高性能混凝土配合比设计方法
迄今为止，国内外对于HPC还没有给出一个统一的定义，
而且，由于HPC配合比设计的复杂性，迄今为止还没有统一的
配合比设计方法。各国混凝土学者针对这一问题也做了大量的
研究工作，综合起来，当前的混凝土配合比设计方法主要有以
下几个方面。
1．1 基于经验的HPC配合比设计方法
对于HPC配合比，人们最容易想到的是按照普通混凝土配
合比方法来进行设计，所以通常的配合比方法大多是基于经验，
通过试配来进行。
收稿日期：2011-o1—17
美国加利福尼亚大学的Mehta和Aitcin(1990)【5]在现有高
强、高性能混凝土实践经验的基础上提出配合比设计方法。该
方法对主要的配合比设计参数做出一些假设，从而得到试配用
的配合比。
法国陆桥中心(LCPC)的F de La~ard(1992)同基于实验室
试配的基础上，提出了一种配合比设计方法。该方法基于3点假
设：具有一定组成的混凝土强度主要受浆体性质的控制；当混
凝土集料的组成一定时，拌合物的工作性取决于浆体的体积和
浆体的流动性；满足一定的强度及工作性要求，需要浆体体积
最小的砂率为最优砂率。基于以上假设，用砂浆进行力学试验，
用浆体进行流变试验，可以减少大量的试配工作。
美国混凝土协会ACI Committee21 1(1998)问提出来一种掺
粉煤灰的高强混凝土配合比设计和优化法。此方法适用于抗压
强度在41～83 MPa的普通密度非引气混凝土，主要是采用一系
列不同胶凝材料比例和用量进行试验，从而得到最佳配合比。
清华大学韩建国(1998) 基于Mehta和Aitcin的高性能混
凝土配合比设计方法，通过建立混凝土强度与有效水胶比、粗集
料松堆积体积和粉煤灰水化活性因子的关系，以及粗集料的松
堆积体积与砂率的关系，建立了混凝土中粗集料、细集料、水和
胶凝材料各组分之间的联系，提出了系统化的HPC配合比设计
方法。试验结果表明，依据该配合比设计方法所配制混凝土的抗
压强度与期望值具有良好的一致性。这种方法是一种具有反馈
调节能力的高性能混凝土配合比设计方法，具有准确、简捷、适
用范围宽和易于程序化的特点。