基于响应面法的机制砂路面混凝土配合比优化及其性能研究

为实现多目标性能机制砂混凝土配合比设计,本文采用Box-Behnken响应面法进行试验设计,探究了石粉掺量、浆体体积分数及水胶比对机制砂路面混凝土性能(坍落度、28 d抗压强度和磨损量)的影响,并结合SEM和XRD对硬化浆体的微观结构进行了分析。结果表明,通过响应面法建立的回归模型能够精确预测各因素与性能之间的关系,精度达95%以上。在各因素中,水胶比对坍落度和抗压强度的影响最显著,而对磨损量的影响较小。经优化,得到最佳的机制砂路面混凝土配合比:水胶比0.36,浆体体积分数25%,石粉掺量10%(质量分数)。此外,掺量不超过10%的石粉改善了界面过渡区,有助于提升混凝土的力学性能。

PVA/钢混杂纤维增强水泥基材料(HFRCC)配合比优化及评价方法

将钢纤维、国产PVA纤维和日本PVA纤维按照适宜比例进行配制,不同纤维材料性能相互补充、取长补短,可以更好发挥出混杂纤维增强水泥基材料(HFRCC)的力学性能,有利于其成本控制,具有广泛应用前景。通过正交试验极差结果择优和信噪比S/N稳定性择优两种方法分析粉煤灰掺量、水胶比、砂胶比、钢纤维掺量、国产PVA掺量和日产PVA掺量对混杂纤维增强水泥基材料(HFRCC)抗拉强度和抗弯强度的影响规律,对比两种方法的结果,并建立各因素和响应量之间的回归关系,与和易性工程性能相结合,给出HFRCC的最优配合比。结果表明:信噪比S/N稳定性择优方案更加准确和全面。粉煤灰掺量、钢纤维掺量、国产PVA掺量和日产PVA掺量对HFRCC的响应量影响较大,水胶比和砂胶比影响较小;建立数学模型预测和优选配合比,HFRCC抗拉强度最大可以达到6.36 MPa,抗弯强度最大可以达到13.90 MPa,预测值和试验值之间的相对误差绝对值均接近3%,且和易性能较好。研究结果可以为混杂纤维增强水泥基材料(HFRCC)的制备提供依据。

基于正交试验的沸石生态混凝土配合比优化

为探究沸石生态混凝土的最佳配比,基于正交试验设计了9组不同配合比的沸石生态混凝土,研究了目标孔隙率、水灰比和粉煤灰掺量3个因素及其3个不同水平对沸石生态混凝土抗压强度、实际孔隙率、透水系数和pH值的影响。结果表明:抗压强度最佳配合比组合方案为目标孔隙率20%、水灰比0.35、粉煤灰掺量20%;实际孔隙率、透水系数和pH值最佳配合比组合方案为目标孔隙率30%、水灰比0.35、粉煤灰掺量20%。为保证沸石生态混凝土的强度,选择力学性能较好的组合为目标孔隙率20%、水灰比0.35、粉煤灰掺量20%,可用于垃圾填埋场底层、垃圾箱、河岸混凝土护坡面、公园景区路面等工程。

生态混凝土胶凝材料配合比优化试验研究

以42.5级硫铝酸盐水泥作为研究对象进行改性处理,对生态混凝土胶凝材料的配合比进行了优化研究。针对生态混凝土生态护坡时碱度偏高,无法达到植生要求的问题,兼顾生态混凝土的抗压强度,通过选择不同的矿物掺合料进行胶凝材料的试配试验,并测定其性能。结果表明,将硫铝酸盐水泥作为胶凝材料的主要成分是可行的;在胶凝材料中掺入矿物掺合料能够降低碱度,但效果并不明显;石膏相对于其他矿物掺合料具有更强的控碱能力,且制备的生态混凝土的抗压强度也达到了较为理想的水平;在硫铝酸盐水泥中掺入5%硅灰、20%石膏和15%矿粉,可使生态混凝土的碱度和抗压强度达到较为理想的状态。

混凝土配合比优化中原材料采购管理的重要性

笔者基于三个工程实例,阐述了对混凝土配合比所用原材料的选用、原材料的采购管理、混凝土配合比优化中必须考虑的因素以及混凝土配合比优化后取得的经济效益进行的分析与研究。

混凝土配合比优化设计方法讨论

混凝土配合比设计对混凝土性能具有重要影响,本文围绕混凝土配合比优化设计的方法展开研究,介绍了正交试验设计法、响应面设计法和人工智能算法的原理及特点,讨论了正交试验设计法、响应面设计法和人工智能算法在混凝土配合比优化设计工作中的应用。

铁路混凝土配合比优化研究及其在工程中的应用

混凝土配合比优化是铁路工程领域的重要课题,混凝土配合比的优化直接关系到工程结构的质量和耐久性。混凝土的配合比优化有利于提高混凝土性能,通过对水胶比、水泥用量、骨料用量和掺合料用量等参数的调整,混凝土的强度、耐久性和工作性等方面会随之得到优化。本文通过研究铁路混凝土的配合比优化原理、优化方法,旨在探讨如何通过科学的方法和技术,实现最佳的混凝土配合比,促进施工质量的提升和施工成本的降低,希望为相关工作人员提供借鉴和参考。

基于粒子群算法的火力发电厂粉煤灰高性能混凝土配合比优化

当前火力发电厂粉煤灰混凝土配合比计算常基于单一环境,文章提出基于粒子群算法的粉煤灰高性能混凝土配合比优化方案,明确材料基础掺量,增强多环境计算的可靠性,构建优化模型,采用抗渗测定优化配合比。实验结果表明,经过三个配合比优化阶段的测定,测试构件的抗压强度均可以达到30 MPa以上,说明在粒子群算法的辅助下,优化方法的针对性更高。

高性能再生混凝土配合比优化综述

高性能再生混凝土配合比研究是其广泛应用于实际工程结构的最为核心的研究方向。综述了高性能再生混凝土配合比优化的研究进展,包括再生骨料的影响、胶凝辅助材料的影响以及传统与现代化配合比优化策略。通过对现有的文献深入分析和研究,发现再生骨料的种类和来源对混凝土性能具有显著影响,而胶凝辅助材料的优化选择和使用则能有效提升混凝土的工作性能和力学性能等。同时,传统和现代化的配合比优化策略均致力于实现再生混凝土性能的最优化,以满足不同工程需求。随着环保意识的增强和可持续发展理念的深入,高性能再生混凝土配合比优化将在材料性能提升、智能化优化模型建立以及应用范围扩大等方面取得更多突破,为建筑领域的绿色可持续发展作出贡献。

新建高速公路沥青混合料配合比优化及其性能试验

本次研究针对沥青混凝土的成分比例进行了深度探讨,着重分析了在不同道路环境下沥青混合料表现出的多种机械特性,通过全面评估沥青混凝土的高温稳定性,低温抗裂性,抗疲劳能力以及对水的抵抗力等重要因素,研究确定了最适宜的配比方案,研究结果表明,优化后的沥青配比不仅能够显著提升公路质量和耐用性,还能有效降低长期维护成本,通过科学地调整沥青内部的成分分布,可以极大地改善道路的整体性能,并通过延长其使用寿命减少维护投入,该研究为高速公路和其他重要路段的建设提供了基于实证的配比方案,对未来的道路设计及保养工作具有重要的指导价值,通过继续进行系统的性能评价,可以确保所选择的沥青配比在现代交通条件下达到预期的性能标准。

基于人工神经网络和遗传算法的砖混再生粗骨料混凝土配合比优化设计

基于抗压强度试验、人工神经网络(ANN)和遗传算法(GA)提出了一种砖混再生粗骨料混凝土的配合比优化设计方法。首先对36组不同配合比的砖混再生粗骨料混凝土进行抗压强度试验,在此基础上建立了ANN模型用于预测混凝土抗压强度,结果表明抗压强度的预测值接近试验值。基于上述研究结果,建立了砖混再生粗骨料混凝土抗压强度与配合比的函数关系。最后,以砖混再生粗骨料混凝土的最佳性价比为目标,利用遗传算法优化了砖混再生粗骨料混凝土常见强度等级的配合比。

混杂纤维-尾矿砂ECC配合比优化及疲劳性能研究

采用不同种类的纤维和尾矿砂制备环保型混杂纤维-尾矿砂工程水泥基复合材料(MFT-ECC)。以流动度和力学性能为指标,通过正交试验优选了MFT-ECC中不同纤维的最优掺量;通过四点弯曲疲劳试验,对比了不同应力水平下各组ECC试件的疲劳性能;利用扫描电子显微镜观测MFT-ECC的微观结构。结果表明:当聚乙烯醇纤维、碳酸钙晶须、改性聚丙烯纤维的体积掺量分别为0.9%、0.8%、0.3%时,MFT-ECC的流动度和力学性能最优;掺量优选后的MFT-ECC的疲劳性能最好,其疲劳寿命随应力变化敏感性低,与基准组相比,不同应力水平下的强度折减系数分别提高了1.33%和6.56%;尾矿砂的加入使ECC内部产生填充效应和堆积效应,提高了材料的密实度。本研究为制备经济环保、性能优越的ECC材料提供了参考。

聚丙烯纤维对机制砂混凝土拌和性能、抗渗性能影响及配合比优化

针对全部使用机制砂对混凝土拌和性能及抗渗性能的影响开展了相关试验;通过掺入不同尺寸的聚丙烯纤维,优化混凝土的拌和性能和抗渗性能,从而确定聚丙烯纤维的最优掺量及尺寸:掺量0.9 kg/m^(3)、尺寸6 mm+12 mm+19 mm。

轻质陶粒混凝土的配合比优化及性能研究

为了解决装配式结构在村镇建筑应用中存在预制构件自重较大、运输和安装要求较高等问题,用轻质陶粒混凝土替代普通混凝土生产预制构件,以减轻预制构件的重量。开展轻质陶粒混凝土的配合比优化及性能试验研究。结果表明:轻质陶粒混凝土中的水泥、砂、陶粒、水用量分别为400、540、450、170 kg/m^(3)时,试件的干表观密度为1816.7 kg/m^(3),满足轻质混凝土相关要求;28 d抗压强度为35.5 MPa,满足承重构件强度要求;坍落度为78 mm,和易性满足30~80 mm要求。

透水混凝土配合比优化设计试验研究

以开发一种具有较高强度的新型透水混凝土为目标,试验尝试了各种配合比设计,并研究了各种配合比设计对透水混凝土抗压强度和透水性能的影响,提出了透水混凝土的最佳骨料和配合比优化设计方案。研究表明:在透水混凝土中,高效减水剂在辅助硅灰分散方面效果显著;采用机制砂可提高透水混凝土的抗压强度;添加细骨料和外加剂后,最佳水灰比为0.32,28 d抗压强度有所提高,透水率大于2 mm/s;当透水混凝土路面对结构强度要求不高或在较长使用时间内特别担心路面堵塞隐患时,可采用较高的水灰比0.36。

基于PCA的PVA/钢HFRCC配合比优化和综合评估

将钢纤维、国产PVA纤维和日本可乐丽PVA纤维按照适宜比例进行配制,可以更好地发挥出混杂纤维增强水泥基材料(HFRCC)的力学性能,有利于控制成本,具有广泛的应用前景。本文通过因素优选法和主成分分析法(PCA)分析钢纤维掺量、国产PVA纤维对日产PVA纤维替代率(体积分数,下同)对HFRCC抗拉强度、抗压强度、抗弯强度的影响。通过对HFRCC主成分分析,建立综合性能评价的数学模型,并对其进行多目标优化。结果表明:运用因素优选法得到HFRCC极限强度对应的配合比,与基体强度指标相比,HFRCC的抗拉强度最大提升幅度为61.04%,抗压强度最大提升幅度为31.30%,抗弯强度的最大提升幅度为78.57%;当钢纤维掺量为0.2%~0.4%、国产PVA纤维对日产PVA纤维体积替代率为50%~100%时,成本最大降幅为88.25%,HFRCC强度指标可达最佳;各因素对HFRCC性能影响的权重占比依次为:国产PVA纤维掺量、日产PVA纤维掺量和抗弯强度共占46.28%,钢纤维掺量、抗压强度和抗弯强度共占25.58%,钢纤维掺量和抗拉强度共占22.25%。结合变量相关性分析,基于HFRCC性能优化时应重点关注这些指标。本文研究结果可以为HFRCC的制备提供依据。

基于正交试验的钢渣微粉UHPC配合比优化设计

为研究钢渣微粉替代石英粉制备生态型超高性能混凝土(ultra high performance concrete,UHPC)的配合比,在改进的Andreasen-Andersen(modified Andreasen-Andersen,MAA)模型的基础上,采用正交试验法对钢渣微粉UHPC配合比进行优化,开展其抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量等力学性能测试,以研究硅灰、钢渣微粉、河砂和钢纤维4个因素掺量对钢渣微粉UHPC各项性能指标的影响,进而分析各力学性能指标下配合比优方案,确定最佳配合比。试验结果表明:钢纤维体积掺量对钢渣微粉UHPC各项力学性能影响最为显著,河砂、钢渣微粉掺量影响程度较大,硅灰掺量影响程度较小。经优化后钢渣微粉UHPC的最佳配合比为:硅灰掺量为418 kg/m^(3),钢渣微粉掺量为126 kg/m^(3),河砂掺量为836 kg/m^(3),钢纤维体积掺量为1.5%,制备出的超高性能混凝土坍落度为200 mm,扩展度为320 mm,28 d立方体抗压强度达到152.0 MPa,具有良好的工作性能和力学性能,满足工程设计要求。

基于SVM的钢纤维再生混凝土配合比优化

基于支持向量机(SVM)模型对钢纤维再生混凝土立方体的抗压强度进行了预测,得到了其与原材料配合比之间的非线性关系函数。将这个函数作为目标适应度函数,同时引入经济成本作为另一个目标适应度函数,依据规范和工程具体要求,建立了原材料配合比的相关约束条件,利用遗传算法进行了求解,实现了抗压强度和造价两目标优化,得出了最佳配合比集。结果表明:采用SVM模型预测混凝土立方体抗压强度的精度很高,相对误差在6%以内,并利用遗传算法求出了抗压强度和造价的Pareto最优解集。

基于响应面法的混凝土配合比优化研究

为提高混凝土的力学性能,延长混凝土的使用寿命,文章严格参照普通混凝土配合比设计规程,应用响应面法,选取水灰比、再生砖骨料取代率、聚丙烯纤维体积分数3个因素,并对每个因素的3个水平进行回归模型分析,对配合比进行优化分析。模型分析和优化研究结果显示:基于响应面法的回归模型预测精准度较高;水灰比、聚丙烯纤维体积分数均对混凝土的抗压强度有显著影响;低水灰比、高聚丙烯纤维体积分数、高再生砖骨料取代率或低高聚丙烯纤维体积分数可提高劈裂抗拉强度;当水灰比0.58、再生砖骨料取代率100%、聚丙烯纤维体积分数0.9%时,混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度达到最大值。

防渗层水工沥青混凝土配合比优化

为提升防渗层水工沥青混凝土的综合性能,采用马歇尔配合比设计方法,研究了配合比参数对混凝土性能的影响。试验结果表明,相较于混合料的级配指数,油石比对水工沥青混凝土性能的影响比较显著;随着油石比增加,水工沥青混凝土的防渗性能提高。