高性能混凝土配合比优化设计

０ 引言
近 年来 ， 随着超高层 、 大跨度建筑物 的大量 出现 ， 对混凝 土材
３ ） 聚羧酸系高效减水剂 ： 掺加聚羧酸 系高效减水 剂的混凝土
耐 久性 、 耐候 性好 等优异 性 能。其特 点是 料性能 的要求也越来 越高 ， 尤 其是混 凝 土的耐 久性 能 ， 如果 建筑 具有强度高和耐 热性 、 在高温下坍落度 损失 小 ， 具 有 良好 的流动性 ， 在 较低 的温 度下不 物 的耐久性能较差 ， 将直接影 响建筑物 的使用寿 命。在高 强高性 能混凝 土的配制过程中 ， 其 配合 比是否恰 当将直接影 响到 混凝 土 需要大幅度增加减水剂 的加 入量 。 的性能 和质 量 ， 所以， 人 们将 优化 方法 引入到 高强 高性 能混凝 土 ２ 高 性 能混凝 土 配合 比优化 设计数 学模型 配合 比设计 中 ， 以求能达到混凝 土性 能最 优 ， 而且造价最小 。 高强高性能混凝土必须 首先对 下列性 能有重点地 予 以保 证 ： 本文 提出 的基 于 Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ的优化设 计算法 ， 能够快速 地 、 便捷 强度 、 耐久性 、 工作性 、 适 用性 、 体积 稳定 性 ， 其 次才 考虑 经济 性 ， 地、 高效 地对高强高性能混凝土配合 比进行优 化设 计。 所以高性能混凝土配合 比的数学模 型就 以以上性能为 约束条 件 ，
１ 高 性 能混凝 土
作性强等优点 ， 根据 大量试 验将结 果 总结 出 ： 高性能 混凝 土和 普
以工程造价为 目标 函数 。
． １ 材料 约 束 高性能混凝 土相 对于普 通混 凝土 具有 强度 高 、 耐 久性 好 、 工 ２
本 文通过分析高强高性能混凝土 配合 比试 验数据 ， 确定 各种
凝土配合 比优化设计的数学模型 ， 通过 Ｍａ ｌ ｆ ａ ｂ编程求解有约束条件的线性优化 问题 ， 优化实例表 明， 采用的优化思路是可行有效 的。
关键词 ： 高性 能混凝 土 ， 配合 比 ， 优化设计 ， Ｍａ ｌ ｆ ａ ｂ 中图分类号 ： Ｔ Ｕ ５ ２ ８ ． ３ １ 文献标识 码 ： Ａ 度和强度 。
通混凝土 的性能差异 主要是 由于掺加 的材 料有所不 同而 导致 的。 材料 的最 佳取值范 围。 １ ） 水泥 。水泥 强度等级 的选择 一般 为 ： Ｃ ５ ０一Ｃ ８ ０混 凝土 宜 为得到性能更好 的混凝土 ， 本文 的高性 能混凝 土的材料组 分 中除
２ ． ５的水泥 ， Ｃ ８ ０以上 选用更 高强度 的水 泥 ， 本 文 了掺加水泥 、 水、 石子和砂子这些普 通混凝 土原料外 ， 还 掺加 了聚 用强度等 级为 ４ 所选 的混凝 土强度等级为 ５ ２ ． ５ 。１ ｍ 混 凝土 中水泥 的用量要 控 羧酸高效减水剂 、 硅灰 、 粉煤灰 。 ０ ０ ｋ ｇ以内 ， 且尽可 能的 降低 水泥 用量 ， 水泥 和矿物 掺合 料 １ ） 优质 粉煤灰 ： 一 般选 用 Ｉ 级灰， 利 用其 内含 的玻璃 微珠 润 制在 ５ ０ ０ ｋ ｇ ／ ｍ 。 滑作用 ， 降低水灰 比 ， 以及细粉末填 充效应 和火 山灰 活性效 应 ， 提 的总量不应大 于 ６ 高混凝 土强度和改善综合性能 。 ２ ） 掺合料 。ａ ． 硅粉 ： 硅粉可 以极 大地提高混 凝土 的密实度 和
果更好 。
施， 从 而确保 古建筑 物的 消防安 全 ， 使 之 能够在 人类 的历史 长 河
参考文献 ：
３ ） 遇热能生成泡 沫层 的防火辅助材 料。硼酸锌 、 磷酸 二氢铵 中长久保存下去 。 等遇热 时能生成厚 的泡沫层 ， 从 而隔绝火 源。
３ 结语
文物古建筑物是 全人类 的财富 ， 对 其进行科 学 的防火保 护是
Hale Waihona Puke Baidu
［ １ ］ 中国人 民武装 警察部 队 学院消 防工程 系． 中国防 火业务 全 书［ Ｍ］ ． 吉林 ： 吉林人 民出版社 ， ２ ０ ０ ０ ．
第３ ９卷 第 １ １期 ２ ０ １ ３ 年 ４ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣ ＨＩ Ｔ Ｅ Ｃ ＴＵ ＲＥ
Ｖｏ １ ． ３ ９ Ｎｏ ． １ １
Ａｐ ｒ ． ２ ０ １ ３
・９ ９・
文章编号 ： １ ０ ０ ９ — ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ － ０ ０ ９ ９ ・ ０ ２
硅粉掺量不宜大于胶凝材 料总量 的 ２ ０ ％， 其 适 宜掺 量为 胶 ２ ） 硅粉 ： 它是生产硅铁 时产生 的烟灰 ， 故也称硅 灰 ， 是 高强混 强度 ， 凝材 料用量 的 ５ ％ 一１ ０ ％ 。ｂ ． 优 质粉 煤 灰 ： 一般 选用 Ｉ 级灰， 粉 凝 土配制中应用最 早 、 技术 最成熟 、 应 用较 多 的一种 掺合 料 。硅 ０ ％， 一般控制在 ２ ０ ％一 粉 中活 性 Ｓ ｉ Ｏ ２ 含量 达 ９ ０ ％以上 ， 比表面积达 １ ５ ０ ０ ０ ｍ ／ ｋ ｇ以 上 ， 煤灰 掺量 不 宜 大 于胶 凝 材 料 总量 的 ３ ０ ％之 间 。 硅粉 活性 高 ， 且能 填充水 泥 的空隙 ， 从 而极大 地提 高混 凝土 密实 ３ 表 面与外界 隔绝 ， 与火焰 、 氧 气隔 绝 ， 起 到 防火保 护 作用 ， 防火效 防火对策来积极 面对 当前古 建筑物防火安 全问题 ， 并采取 有效措
高 性 能 混 凝 土 配 合 比 优 化 设 计
于 靖
摘
仲 诚
（ １ ． 烟台市市政养护管理处 ， 山东 烟 台 ２ ６ ４ ０ ０ ０ ；２ ． 山东省第三地 质矿产勘 查院 ， 山东 烟台 ２ ４０ ６ ０ ０ ）
要： 在 满足 强度、 耐久性和和易性 的基础 上 ， 从 工程造价 最小化方面对高强高性 能混凝 土配合 比进 行优 化 ， 然后确定高性能混