本文關(guān)鍵詞：高強高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高強高性能混凝土作為一種新型的優(yōu)質(zhì)建筑材料，因其具有強度高、耐久、變形小等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)中。因為高強高性能混凝土是一種多相復(fù)合材料，其性能在很大程度上是由原材料的性質(zhì)及其相對含量決定的，所以對混凝土的配合比進行設(shè)計是獲得其優(yōu)良性能的關(guān)鍵，高強高性能混凝土對性能的要求相對復(fù)雜，經(jīng)典的設(shè)計方法已很難達到要求，如何對高強高性能混凝土配合比進行優(yōu)化設(shè)計是現(xiàn)今社會亟待解決的問題。 本文主要研究適用于強度等級從C60～C100的高強高性能混凝土配合比的優(yōu)化設(shè)計。利用正交實驗法對高強高性能混凝土試驗方案進行了設(shè)計。結(jié)合當前國內(nèi)外混凝土配合比設(shè)計的現(xiàn)狀，對高強高性能混凝土原材料組分及其性能進行研究分析，為配合比優(yōu)化設(shè)計提供理論基礎(chǔ)；總結(jié)本課題組和趙力國等人的高強高性能混凝土配合比試驗數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計軟件對試驗數(shù)據(jù)進行偏相關(guān)分析，得到各組分與28天抗壓強度、坍落度之間的相關(guān)程度，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合試驗數(shù)據(jù)分析結(jié)果和考慮耐久性的要求，可以得出水膠比、砂率、聚羧酸系高效減水劑、粉煤灰、硅灰用量的最佳取值范圍，并將此作為優(yōu)化問題的約束條件；由于原材料用量與混凝土性能之間存在復(fù)雜的非線性關(guān)系，所以在高強高性能混凝土性能和原材料用量之間建立多元非線性模型，根據(jù)泰勒（Taylor）級數(shù)公式，利用多項式予以逼近；本文所采用的配合比試驗數(shù)據(jù)有限，為了提高擬合精度，所以將模型中的變量由原先的七個（水泥、砂子、石子、水、聚羧酸系高效減水劑、硅灰和粉煤灰)減少為五個（水膠比、砂率、聚羧酸系高效減水劑、硅灰和粉煤灰）；利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計軟件對47組試驗數(shù)據(jù)進行回歸擬合分析，得到高強高性能混凝土28天抗壓強度以及坍落度預(yù)測方程，并將預(yù)測結(jié)果與試驗結(jié)果進行對比，發(fā)現(xiàn)預(yù)測方程的擬合精度滿足要求。 基于強度、和易性及經(jīng)濟性對高強高性能混凝土配合比進行優(yōu)化設(shè)計。以強度、坍落度預(yù)測方程以及造價方程為目標函數(shù)，利用序列二次規(guī)劃法，基于MATLAB優(yōu)化工具箱，對配合比優(yōu)化問題進行編程求解；優(yōu)化結(jié)果與試驗結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，本文的優(yōu)化思路不僅能夠?qū)崿F(xiàn)高強高性能混凝土性能的優(yōu)化，還能夠?qū)崿F(xiàn)混凝土造價的最低化；考慮高強高性能混凝土的耐久性，分析引起混凝土耐久性問題的根源，從高強高性能混凝土的材料組分上進行進行優(yōu)選，利用高強高性能混凝土的抗?jié)B性能來體現(xiàn)耐久性，通過五組高強高性能混凝土的抗?jié)B等級試驗，分析水灰比、硅灰和粉煤灰三種因素對高強高性能混凝土抗?jié)B性能的影響。 本文的研究成果將為混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件、混凝土結(jié)構(gòu)、甚至是整片混凝土建筑的優(yōu)化提供高強高性能混凝土材料方面的優(yōu)化依據(jù)；同時直接為廣大工程技術(shù)人員提供了混凝土的最優(yōu)配合比，使技術(shù)人員在混凝土的材料選擇上更具有借鑒性。本文的優(yōu)化結(jié)果可直接應(yīng)用到高強高性能混凝土結(jié)構(gòu)中，能為創(chuàng)造更優(yōu)工程提供最基本的最優(yōu)材料。
【關(guān)鍵詞】：高強高性能混凝土 配合比 優(yōu)化設(shè)計 序列二次規(guī)劃法 非線性規(guī)劃 預(yù)測方程
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TU528
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-22
• 1.1 混凝土的進化概述10-11
• 1.2 國內(nèi)外混凝土配合比發(fā)展過程11-12
• 1.3 混凝土配合比設(shè)計方法研究進展12-14
• 1.3.1 傳統(tǒng)的普通混凝土配合比設(shè)計方法12-13
• 1.3.2 高性能混凝土（HPC）配合比設(shè)計方法13-14
• 1.4 優(yōu)化設(shè)計的概述14-16
• 1.5 高強高性能混凝土以及配合比優(yōu)化設(shè)計的定義16-17
• 1.5.1 高性能混凝土16
• 1.5.2 高強混凝土16-17
• 1.5.3 高強高性能混凝土配合比優(yōu)化17
• 1.6 高強高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計的意義17-18
• 1.7 高強高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計需進一步研究的問題18-19
• 1.8 論文的主要工作19-22
• 2 高強高性能混凝土的原材料和性能22-40
• 2.1 引言22
• 2.2 高強高性能混凝土的基本組成22-33
• 2.2.1 水泥22-25
• 2.2.2 集料25-28
• 2.2.3 外加劑28-30
• 2.2.4 礦物摻合料30-33
• 2.3 高強高性能混凝土的主要性能及其影響因素33-38
• 2.3.1 工作性33-35
• 2.3.2 力學(xué)性能35-36
• 2.3.3 耐久性36-38
• 2.4 本章小結(jié)38-40
• 3 適用于高強高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計的方法40-50
• 3.1 引言40
• 3.2 基于通過正交設(shè)計試驗獲得大量配合比試驗數(shù)據(jù)的方法40-44
• 3.2.1 正交試驗設(shè)計40
• 3.2.2 基于正交試驗法設(shè)計高強高性能混凝土配合比試驗40-42
• 3.2.3 正交試驗結(jié)果分析方法42-44
• 3.3 基于試驗數(shù)據(jù)的混凝土多指標優(yōu)化方法44-45
• 3.4 基于智能化系統(tǒng)的混凝土配合比優(yōu)化45-49
• 3.4.1 應(yīng)用解決高強高性能混凝土配合比優(yōu)化問題的 MATLAB 優(yōu)化工具箱46
• 3.4.2 用于解決高強高性能混凝土配合比優(yōu)化問題的啟發(fā)式算法46-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 4 基于性能的高強高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計50-72
• 4.1 引言50
• 4.2 基于工作性和強度的高強高性能混凝土配合比試驗數(shù)據(jù)優(yōu)化50-66
• 4.2.1 試驗數(shù)據(jù)的整理與處理50-55
• 4.2.2 基于試驗數(shù)據(jù)建立高強高性能混凝土多目標優(yōu)化模型55-61
• 4.2.3 多目標規(guī)劃問題的 MATLAB 輔助計算61-62
• 4.2.4 優(yōu)化實例62-66
• 4.3 優(yōu)化配合比對高強高性能混凝土耐久性的影響66-70
• 4.3.1 高強高性能混凝土的滲透性與耐久性的關(guān)系66-67
• 4.3.2 適合高強高性能混凝土滲透性試驗與評價方法67-70
• 4.4 本章小結(jié)70-72
• 5 結(jié)論與展望72-74
• 5.1 本論文的主要成果與結(jié)論72-73
• 5.2 展望73-74
• 致謝74-76
• 參考文獻76-80
• 附錄80
• 附錄一：研究生期間發(fā)表的論文80
• 附錄二：研究生期間參加的科研項目80

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：高強高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：386907