规划求解在石屑混凝土集料级配中的应用研究

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发布时间：2021-09-16

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规划求解在石屑混凝土集料级配中的应用研究
丁新榜，谭世霖，蒋雪琴，周启源
(广东省航盛建设集团有限公司，广州511442)
摘要：以最大密度曲线理论为依据，利用规划求解方法对石屑混凝土集料级配进行优化设计，并检验了优化后集
料级配在石屑混凝土中的应用效果。研究结果表明，规划求解不但求解速度快、精度高、操作简单、求解变量多、
调整参数易、适用范围广，并且由它优化的集料级配能使石屑混凝土的工作性能更好、抗压强度更高、抗氯离子
渗透性能更强。
关键词：石屑混凝土；集料级配；规划求解；最大密度曲线理论
中圈分类号：U414 文献标识码：A
O 引言
石屑混凝土是一种新型的绿色混凝土，它是
采用采石场碎石生产中的副产品(粒径一般在
5ram以下的筛余物)——石屑代替砂制作的混凝
土。多数石屑表面粗糙，带有尖锐棱角，颗粒级
配、粒形不理想，粗颗粒和细颗粒含量较多，而中
间颗粒含量较少，其筛分曲线基本偏离混凝土用
砂的级配区间，且不同产地、不同材质、不同工艺、
不同设备的石屑的颗粒级配和粒形都有明显的区
别，这都导致石屑混凝土的性能受集料的颗粒级
配和粒形的影响比较大。
良好的颗粒级配可减少集料孔隙率，降低水
泥用量，提高混凝土的和易性、密实度、强度和耐
久性。目前集料级配优化设计的方法有图解法、
数值法、规划求解法等，其中图解法和数值法在以
往用得比较多，但这两种方法的缺点都需要反复
的绘图或多次计算，工作量非常大，却达不到满意
的效果¨J，而规划求解法能很好地解决上述两种
方法中存在的不足，并且具有速度快、精度高、操
作简单、求解变量多、调整参数容易、适用范围广
等优点。
本文以集料连续级配的最大密度曲线理论为
依据，通过n法一泰波A．N法计算出基准级配，采
用三种集料(两种碎石、一种石屑)，通过规划求
解，利用合成后的混合集料的级配与基准级配的
标准差最小的原理，求得合成混合集料中各原始
集料的质量百分比。
l 规划求解在集料级配中的应用
1．1 规划求解简介
在Excel中，一个规划求解问题有三个部分组
成，它们是：(1)可变单元格，表示实际问题中有待
于解决的未知因素，代表规划求解的方案；(2)目标
单元格，表示规划求解要达到的最终目标，如求最小
成本、最大利润等，它与可变单元格必须有直接或间
接的联系；(3)约束条件，即对未知因素的限制条
件，规划求解是否有解和约束条件有着密切的关系，
它对可变单元格中的值起着直接的限制作用 ]。
打开Microsoft Excel后点击工具栏，察看计算
机是否加载了“规划求解”工具，如果没加载，可按
“工具一加载宏一规划求解”进行安装。
1．2 建立原始数据计算表
1．2．1 最大密度曲线理论
以Fuller为代表，从最大密实度这一观点出
发，认为颗粒级配曲线越接近抛物线，则密实度越
大，常用计算方法是法一泰波A．N法，其通式表
达为：
，，，、
P(d)=100×I昔l 、一，
式中：P(d)一基准级配某一级的筛分通过量
／(％)；
d—P(d)对应的集料粒径／mm；
D一基准级配设计的最大粒~_／mm，本文设