基于机器学习的橡胶改性再生骨料混凝土抗压强度预测研究

将再生骨料(RA)与废橡胶颗粒(RPs)组合制备橡胶改性再生骨料混凝土(RRAC),有利于实现建筑行业的低碳可持续,可广泛应用于混凝土路面。主要研究了在25℃(室温)到200℃的不同温度下,不同配合比的RRAC的单轴抗压强度(UCS)。结果表明,UCS与RA掺量、RPs掺量、温度呈负相关。当RRAC暴露在高温下时,RPs对UCS损失有促进作用。此外,基于室内试验结果,试验建立了4个机器学习模型,并采用萤火虫算法(FA)对ML模型的超参数进行优化。结果表明,加入FA进行超参数调整后,RF模型的R值最高,RMSE值最低,说明其具有最好的预测性能,适用于橡胶改性再生骨料混凝土的强度预测,为根据工程需求配置再生骨料混凝土提供了可靠依据。

不同损伤程度下橡胶改性再生骨料混凝土的阻尼特性

资源化利用废旧轮胎制备的再生橡胶颗粒和废弃混凝土制备的再生骨料是建筑材料可持续发展的重要途径之一。橡胶改性显著影响再生骨料混凝土(RAC)的阻尼特性和损伤发展。考虑橡胶取代率、硅烷偶联剂和消泡剂等因素影响,采用悬挂自由振动法,测试橡胶改性再生骨料混凝土(RRAC)经历不同应力幅值单轴受压循环加载后的一阶固有频率和阻尼比,定量评价其动态弹性模量和耗散模量,揭示RRAC阻尼特性随损伤指数的演变规律。研究结果表明:无损伤状态下,随橡胶取代率增加,RRAC一阶阻尼比增加10.2%~30.6%,动态弹性模量降低4.2%~22.0%;而硅烷偶联剂浸泡预处理橡胶颗粒及外掺消泡剂可提高RRAC动态弹性模量5.1%~21.0%,但其一阶阻尼比降低7.1%~17.2%。RRAC损伤指数随应力幅增加先快后慢地增加,与RAC变化趋势相反,且高于RAC损伤指数,这归因于橡胶颗粒的薄弱界面;RRAC一阶阻尼比随损伤指数增加呈线性增大。10%橡胶掺量可同时提高RRAC一阶阻尼比和耗散模量,增加RRAC的耗能能力。