混凝土配合比優(yōu)化及結構早期裂縫防治研究

宋曉莉

（山西西山金信建筑有限公司，山西 太原 030200）

當前社會的客觀經(jīng)濟需求以及人類了解和改造世界的實際活動，是科學發(fā)展的力量之源。中國古代的木結構建筑技術已經(jīng)達到很高的水平，但是木材本身強度低，物理性能不同，限制了建筑物的高度和建筑物的空間。

1 混凝土裂縫的產(chǎn)生原因

可能導致混凝土產(chǎn)生裂縫的因素有很多，大致主要分為四類：因承重或力學約束過大而導致的形變裂縫、施工操作不當導致的損傷開裂、因混凝土土壤配比不均勻導致的化學裂縫、環(huán)境溫度或濕度水平過高或過低導致的開裂。追根溯源，產(chǎn)生問題的情況分為以下十點[1]：

1） 大型體積混凝土因加水產(chǎn)熱而產(chǎn)生的裂縫；2） 因混凝土的力學收縮二產(chǎn)生的裂縫；3） 混凝土本體塑性崩塌而產(chǎn)生的裂縫；4） 混凝土干燥收縮產(chǎn)生的裂縫；5） 混凝土配比成分堿骨料產(chǎn)生化學反應的裂縫；6） 溫度大幅波動而產(chǎn)生的裂縫；7） 混凝土澆筑完成早期產(chǎn)生的低溫度凍裂；8）結構建造基底不均勻導致的沉陷裂縫；9） 鋼筋被各種因素腐蝕導致力學支撐失效產(chǎn)生的裂縫；10） 混凝土塊承載過高導致的開裂。

2 防止混凝土裂縫以及配方優(yōu)化探討

為控制建設項目的基底混凝土裂縫，應在維護操作中采取保溫，慢冷，慢干相結合的方法。因除濕和干燥的結合經(jīng)常導致嚴重的開裂，所以對混凝土需要布置防雨措施，確保水與石灰的配比沒有明顯的波動[2]。

在內(nèi)部和外部溫差控制的允許范圍內(nèi)調(diào)整保溫時間。例如，環(huán)境溫度較低時，則應在澆筑后立即對混凝土采取保暖措施溫暖；如果環(huán)境溫度過高，則需要在混凝土開始冷卻時需要對其進行降溫。混凝土在澆筑后的一到三天內(nèi)處于加熱階段，極限溫度通常在三到五天內(nèi)到達[3]。

混凝土中存在的配比規(guī)律可以寫入計算機程序，在市場上很容易找到這類程序。然而，在這種程序中優(yōu)化規(guī)則并沒有得到嚴格而系統(tǒng)的闡述，優(yōu)化過程往往是通過對方案的不斷改進來實現(xiàn)的。目前，許多成熟的數(shù)學應用軟件在混凝土優(yōu)化設計中得到了廣泛的應用。

針對混凝土的配方優(yōu)化可以采用遺傳算法來進行，首先選擇針對染色體遺傳系統(tǒng)的編碼操作，來確定一般整體規(guī)模的本體長短、高等子代數(shù)量級。然后使用機選投擲點位規(guī)則來產(chǎn)生啟動群體，并利用二進制編碼系統(tǒng)，綜合衡量整體變量的正確取值區(qū)域以及計算單位精度。二進制單位的個體長度見表1，表中針對變量的取值區(qū)域可以體現(xiàn)實驗測試樣本的原材料使用區(qū)域極限。

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在初期，研究方法一般是根據(jù)設計好的壓力強度來得出測試數(shù)據(jù)。在使用經(jīng)典研究的結果對混凝土的成分配比進行優(yōu)化時，需要注意研究本身的環(huán)境使用條件和闡述流程，并利用規(guī)范化表格來表現(xiàn)混凝土配比[4]。

3 結語

經(jīng)過對混凝土工程裂縫產(chǎn)生原因以及配方優(yōu)化的深入討論，若干實例分析的結果表明，早期裂縫對混凝土耐久性具有重要影響。在給定的工程設計方案條件下，優(yōu)化配合比設計，采取良好的施工和養(yǎng)護措施，是防止混凝土結構早期開裂的主要途徑。