混凝土碳化灰色预测模型研究

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发布时间：2021-09-22

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混凝土碳化灰色预测模型研究
孙炳全，刘国志，刘玉莲
(1．辽宁石油化工大学理学院，辽宁抚顺113001；
2．大连市甘井子区建筑工程质量监督站，辽宁大连116031)
摘要：采用灰色系统理论方法，对不同水灰比及粉煤灰掺量混凝土的碳化方程进行灰色建模．分别
对不同灰色预测模型进行比较分析，依据预测模型精度变化规律，给出了建立混凝土碳化深度灰
色预测模型的基本方法．经实例验证，灰色预测模型针对性好、模拟精度高，并可采纳新信息进行
新陈代谢，是一种可行、实用、应用范围广泛的方法．
关键词：混凝土；碳化深度；灰色系统；模拟精度；预测模型
中图分类号：TU528．01 文献标志码：A doi：10．3969／j．issn．1007—9629．2012．01．008
Research on Grey Forecasting M odel for Concrete Carbonation
SUN Bing—quan ， L U Guo—zhi ， LIU Yu—lian。
(1．College of Sciences，Liaoning Shihua University，Fushun 1 1 300 1，China；
2．Ganjingzi District Supervision Station of Quality of Engineering，Dalian 116031，China)
Abstract：Adopting the grey system theory，the carbonation equations for concrete with different water ce—
ment ratios and different fly ash contents are established，different grey models(GM )are compared and an—
alyzed．Based on the forecasting accuracy variation of the models，a basic method to establish grey forecas—
ting model for concrete carbonation depth is therefore proposed．Experiments show that GM forecasting is
of good pertinence and high analog accuracy，and is capable of self-updating when new information is
found．As a conclusion，GM forecasting is a feasible and practical method with many field of applications．
Key words：concrete；carbonation depth；grey system ；analog accuracy；forecasting model
混凝土碳化过程是复杂的物理化学过程．在混
凝土耐久性设计中，需要根据混凝土参数及环境因
素，通过数学模型来预测混凝土在未来设计年限的
碳化深度，这就要建立混凝土碳化深度与使用时间
的数学模型．国内外学者从理论分析并结合试验已
给出多种混凝土碳化深度计算公式口 ]，这些公式可
统一为z—at 的形式 (式中z代表混凝土碳化深
度，t代表混凝土使用时间)．影响混凝土碳化深度
的因素(如配合比、施工工艺、使用环境等)比较复
杂，而且各因素具有高度不确定性，从而导致了系数
a，b的不确定性．一种可能的途径是通过对快速碳
化试验数据或实际工程中的碳化数据进行线性回归
来确定系数a，b，但往往因所得碳化数据样本少而
不宜使用．灰色模型(grey model，GM)因建模需要
数据量少而得到许多学者的青睐，亦应当是建立混
凝土碳化模型适用的数学工具．本文探讨采用GM
模型建立混凝土碳化深度预测模型的一般方法，并
研究GM 模型选择与混凝土碳化主要影响因素间
的规律，从而给出混凝土碳化深度灰色系统预测模
型的基本方法．
1 GM 建模及其参数与边界优化模型
1．1 混凝土碳化GM 建模的基本思想
灰色建模的任务是少数据建模，目标是微分方