基于MATLAB高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)_李昕

　本文收集和整理了大量hpc實(shí)際配合比資料,利用matlab強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性回歸,建立混凝土各項(xiàng)性能指標(biāo)與各種材料用量之間的函數(shù)關(guān)系,然后利用matlab優(yōu)化工具箱,根據(jù)所要求的hpc性能指標(biāo)求出各種材料的最優(yōu)用量。

學(xué)術(shù)爭鳴 對《基于matlab語言的高性能混凝土 配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)》的商榷 江京平 (中鐵大橋局集團(tuán)第五工程有限公司　長沙　410008) 作　　者:江京平　男　1974年4月出生　工程師 e-mail:jiangjingping—04@163.com 收稿日期:2007-01-26 　　王繼宗教授等在《工業(yè)建筑》2005年第1期發(fā)表的《基于 matlab語言的高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)》中,介紹了應(yīng) 用matlab語言編程優(yōu)化工具實(shí)現(xiàn)高性能混凝土配合比以成 本最低化為目標(biāo)的最優(yōu)化設(shè)計(jì),讀后令人深受啟發(fā)。然而筆 者在認(rèn)真領(lǐng)會這些新思想的同時,從另外的視角思考,對文 獻(xiàn)[1]持有不同的看法。不當(dāng)之處,歡迎批評指正。 1　混凝土配合比成本最低化的研究思路 眾所周知,混凝土配合比設(shè)計(jì)必須在滿足耐久性、強(qiáng)度 和工作性的前提下實(shí)現(xiàn)其經(jīng)

對高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì),以經(jīng)濟(jì)成本為目標(biāo)建立非線性規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型,探討用matlab語言實(shí)現(xiàn)該模型,通過序列二次規(guī)劃的程序求解。同時簡要介紹matlab優(yōu)化工具箱的特點(diǎn)和其函數(shù)功能。通過編程,對兩個實(shí)例的優(yōu)化過程表明:matlab工具的應(yīng)用使得高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)簡捷方便,并能提高經(jīng)濟(jì)效益,具有工程實(shí)用價值。

對于建筑物來說,其中所應(yīng)用的混凝土耐久性越強(qiáng),越能夠保證建筑物的耐久性,而這與混凝土的配合比設(shè)計(jì)有密切關(guān)系。本文通過對高性能混凝土配合比進(jìn)行概述,并優(yōu)化設(shè)計(jì)高性能混凝土配合比,以期提高混凝土原材料質(zhì)量,保證建筑工程施工順利進(jìn)行。

介紹多目標(biāo)連續(xù)函數(shù)優(yōu)化方法,分析傳統(tǒng)的多目標(biāo)優(yōu)化方法的局限,給出一個理想的多目標(biāo)優(yōu)化過程。提出利用遺傳算法對多目標(biāo)連續(xù)函數(shù)優(yōu)化的基本流程、具體實(shí)施步驟與基本理論作詳細(xì)的比較。建立高性能混凝土的配合比遺傳優(yōu)化模型,并且利用遺傳算法實(shí)現(xiàn)高性能混凝土配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

通過遺傳算法對高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,建立了粉煤灰高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)的優(yōu)化模型,并列舉了蘭州某混凝土攪拌站粉煤灰混凝土優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)例。

配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)以濟(jì)寧地區(qū)某大型橋梁建設(shè)需要為目標(biāo),在采用當(dāng)?shù)佤斈现新?lián)牌普通硅酸鹽水泥、砂石、運(yùn)河電廠ⅰ級粉煤灰和nj-c外加劑的前提下,利用正交試驗(yàn)方法開展配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)研究,采用極差和方差手段分析了影響高性能混凝土7d和28d強(qiáng)度的主要因素,在滿足工作性和耐久性的前提下選擇并優(yōu)化配合比,為該地區(qū)在就地取材條件下配制高性能混凝土的可行性和實(shí)用性提供參考。

高強(qiáng)高性能混凝土作為一種新型的優(yōu)質(zhì)建筑材料,具有強(qiáng)度高、變形小、耐久性的高的優(yōu)點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代工程的建筑中?；炷僚浜媳染褪峭ㄟ^計(jì)算、調(diào)整和不斷試驗(yàn),從而確定一個基本變量值的過程。本文通過對高強(qiáng)高性能混凝土的介紹,分析了高強(qiáng)高性能混凝土的性能,在不斷的試驗(yàn)過程中提出了高強(qiáng)高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)的技術(shù)措施,旨在促進(jìn)工程的質(zhì)量。

改革開放后，我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)生了日新月異的變化，不斷的加強(qiáng)了現(xiàn)代化的發(fā)展步伐，與此同時，建筑業(yè)得到了快速的發(fā)展。從目前建筑企業(yè)的發(fā)展形式上看，由于建筑施工是一項(xiàng)比較復(fù)雜的施工體系，在其施工過程中難免會存在一些質(zhì)量問題，這也成為制約建筑企業(yè)發(fā)展的主要因素。然而，高性能混凝土的出現(xiàn)有效的緩解了這一問題，高性能混凝土不僅具有超高的耐久性、工作性以及強(qiáng)度性，而且還是一種可持續(xù)發(fā)展的建筑施工材料。本文利用理論與圖例相結(jié)合的方式，對高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)及其存在的問題加以闡述，以供參考。

自密實(shí)輕骨料高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)

在已有試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,回歸高性能混凝土工作性、耐久性和強(qiáng)度的數(shù)學(xué)模型,結(jié)合經(jīng)濟(jì)性分析的數(shù)學(xué)模型,采用梯形模糊數(shù)定量分析各性能指標(biāo)的權(quán)重,通過約束各材料的用量,應(yīng)用線性規(guī)劃軟件lingo優(yōu)化確定滿足目標(biāo)的各組分用量,結(jié)果表明與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合,且優(yōu)化目標(biāo)處于最優(yōu)狀態(tài),配合比設(shè)計(jì)合理.

應(yīng)用全計(jì)算方法,以粉煤灰、磨細(xì)鋼渣粉、礦渣微粉、硅灰作為摻合料,進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì),通過全計(jì)算方法的系數(shù)、分別修正用水量和砂率,降低砂率和膠凝材料總量.與原全計(jì)算方法相比較,通過修改的全計(jì)算方法獲得的取值在0.84～0.88范圍內(nèi);當(dāng)摻f-2型復(fù)合摻合料時,取值范圍為0.91～0.93;摻f-1型和摻f-2型的復(fù)合摻合料時的砂率相差較小.采用優(yōu)化后的配合比配制的c45混凝土的電通量小幅下降,在砂率和膠凝材料總量降低后,提高了混凝土抗?jié)B透性能.結(jié)合工程實(shí)例,對計(jì)算后的配合比進(jìn)行調(diào)整,結(jié)果表明工程實(shí)體在澆筑過程中,混凝土具有良好的上翻效果,中間無振搗,且一次成型.在待料期間,自密實(shí)混凝土坍落度損失變化較小,其流動性與和易性均滿足指標(biāo)要求.

混凝土是現(xiàn)階段工程建設(shè)中的重要材料,對于工程的質(zhì)量有著重要的影響,所以盡可能的提升混凝土的品質(zhì),這會對于工程質(zhì)量保證而言有重要的價值。從目前的分析來看,隨著人們質(zhì)量意識、環(huán)保意識以及材料消耗控制意識的加強(qiáng),其對混凝土提出了更好的要求,所以在具體配置混凝土的時候,其考慮的內(nèi)容更加多樣,由此出現(xiàn)了混凝土的多目標(biāo)規(guī)劃。文章基于多目標(biāo)規(guī)劃對高性能混凝土的配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)做具體的分析和討論,旨在為高性能混凝土的配合比優(yōu)化提供指導(dǎo)和參考。

綠色高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)三參數(shù)準(zhǔn)則

1 高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)研究 【摘要】：介紹了施工取材的原則，將各種材料的摻量作為因素，坍落度、收縮值、初凝時間、 強(qiáng)度為考核指標(biāo)、設(shè)計(jì)多因素等水平的正交試驗(yàn)，進(jìn)行高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)和混凝土性能 評價方法-勻質(zhì)性試驗(yàn)，并將現(xiàn)場應(yīng)用情況與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析對比。同時就混凝土澆筑過程中 應(yīng)注意的事項(xiàng)進(jìn)行簡要說明，。 【關(guān)鍵詞】：高性能混凝土（砼）；配合比；正交設(shè)計(jì)；泵送 隨著預(yù)應(yīng)力砼橋梁柔薄化、大跨度及建筑高層化的發(fā)展，高性能混凝土取得了日益廣泛的應(yīng) 用。但由于高性能砼各種因素對其性能的影響并非如普通砼那樣呈線性關(guān)系，因此對于高性能砼 配合比多以試驗(yàn)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。本文就如何進(jìn)行試驗(yàn)以及實(shí)驗(yàn)過程中如何選取參量水平進(jìn)行系 統(tǒng)地說明，以期對以后的砼配合比設(shè)計(jì)起到指導(dǎo)作用。 1．預(yù)期目標(biāo) 砼配合比設(shè)計(jì)前應(yīng)該明確配制砼的用途和應(yīng)當(dāng)滿足怎樣的要求。這就要求我們對施工單位的

提出了改進(jìn)的高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)三功能準(zhǔn)則,根據(jù)具體的工程要求采用層次分析法設(shè)置權(quán)重以減少人為因素的影響,用總功效系數(shù)最大作為優(yōu)化準(zhǔn)則。實(shí)際工程應(yīng)用表明,改進(jìn)的準(zhǔn)則優(yōu)化結(jié)果可靠且可操作性強(qiáng),具有較高的工程應(yīng)用價值。

近年來,國內(nèi)對高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行了很多研究,也提出了許多方法,但高性能混凝土組分復(fù)雜,諸多因素相互影響,往往表現(xiàn)為特定的非線性規(guī)律,使得以往的配合比設(shè)計(jì)存在一些不足之處,基于此,本文對高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究,提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法。

本文介紹采用正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案,通過室內(nèi)配制與現(xiàn)場施工相接合,確定c50箱梁高性能混凝土優(yōu)化配合比,從而進(jìn)一步提高高性能混凝土的工作性、力學(xué)性、耐久性及配合比經(jīng)濟(jì)性。

混凝土配比對于保證建筑工程質(zhì)量具有重要作用.文章針對建筑工程高性能混凝土配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì),提出了幾點(diǎn)建議,極大地保證了我國建筑工程質(zhì)量與安全性.

基于de響應(yīng)面分析法,對c100等級混凝土基本配合比進(jìn)行模型擬合,研究膠凝材料用量、砂率、減水劑用量各自變量及其交互作用對c100混凝土擴(kuò)展度、倒桶時間、28d抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律,經(jīng)響應(yīng)面預(yù)測、驗(yàn)證獲得最佳配合比參數(shù).結(jié)果表明:對于擴(kuò)展度和倒桶時間影響方面,膠材用量>減水劑用量>砂率,雙因素交互作用不顯著;對于28d抗壓強(qiáng)度影響方面,膠材用量>減水劑用量>砂率,膠材用量與砂率對28d抗壓強(qiáng)度的交互作用最顯著;最佳配合比理論預(yù)測結(jié)果與驗(yàn)證結(jié)果接近,響應(yīng)面分析法可有效地用于c100超高性能混凝土配合比優(yōu)化.

基于de響應(yīng)面分析法，時c100等級混凝土基本配合比進(jìn)行模型擬合，研究膠凝材料用量、砂率、減水劑用量各自變量及其交互作用對c100混凝土擴(kuò)展度、倒桶時間、28d抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律，經(jīng)響應(yīng)面預(yù)測、驗(yàn)證獲得最佳配合比參數(shù)。結(jié)果表明：對于擴(kuò)展度和倒桶時間影響方面，膠材用量〉減水劑用量〉砂率，雙因素交互作用不顯著：對于28d抗壓強(qiáng)度影響方面，膠材用量〉減水劑用量〉砂率，膠材用量與砂率對28d抗壓強(qiáng)度的交互作用最顯著；最佳配合比理論預(yù)測結(jié)果與驗(yàn)證結(jié)果接近，響應(yīng)面分析法可有效地用于c100超高性能混凝土配合比優(yōu)化。

近年來,國內(nèi)外對于制備高性能混凝土已進(jìn)行了很多研究,也提出了較多方法,但高性能混凝土組分復(fù)雜,諸多因素相互影響,難以制定一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)律能一勞永逸的設(shè)計(jì)制備高性能混凝土。本文根據(jù)杭州某攪拌站現(xiàn)場材料、外加劑及提供的初始配合比,以此為基礎(chǔ),通過混凝土工作性能及強(qiáng)度這兩方面來系統(tǒng)討論c60高強(qiáng)度高性能混凝土的設(shè)計(jì)與制備。