淺議水泥強(qiáng)度和其預(yù)測(cè)探究現(xiàn)狀

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1、淺議水泥強(qiáng)度和其預(yù)測(cè)探究現(xiàn)狀摘要：采用遺傳規(guī)劃理論可以對(duì)水泥強(qiáng)度這種非線性關(guān)系復(fù)雜、變量多、大時(shí)滯問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)，并可以獲得強(qiáng)度和其影響因素之間的顯性的非線性表達(dá)式。關(guān)鍵詞：水泥強(qiáng)度；預(yù)測(cè)研究中圖分類號(hào)：TU528文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-3315(2013)06-173-001水泥強(qiáng)度通常是指水泥試件在單位面積上所承受的外力，水泥強(qiáng)度是衡量水泥性能的重要指標(biāo)之一。作為混凝土的主要膠結(jié)材料，水泥強(qiáng)度既是水泥膠結(jié)能力的體現(xiàn)，又為混凝土強(qiáng)度的基本來(lái)源。水泥強(qiáng)度與水泥標(biāo)號(hào)是密切相關(guān)的。水泥標(biāo)號(hào)是依據(jù)

2、國(guó)家規(guī)定的強(qiáng)度檢驗(yàn)方法在28天的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度來(lái)確定的，水泥強(qiáng)度越高，其標(biāo)號(hào)越高，出廠水泥的強(qiáng)度和標(biāo)號(hào)都必須符合國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。水泥強(qiáng)度是對(duì)水泥質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)，它是水泥劃分強(qiáng)度等級(jí)的依據(jù)。通常來(lái)說(shuō)，水泥應(yīng)當(dāng)在養(yǎng)護(hù)28d后，通過(guò)抗壓試驗(yàn)后方能出廠。但是，由于各種原因，在我國(guó)水泥廠生產(chǎn)的水泥一般在28d內(nèi)即發(fā)貨。水泥廠均按照CB/T17671-1999的要求進(jìn)行水泥的檢測(cè),雖然在保證水泥質(zhì)量和水泥設(shè)計(jì)與工程質(zhì)量方面起到了積極作用，但需要28天以后才能確定水泥標(biāo)號(hào)，不能滿足水泥生產(chǎn)控制和水泥使

3、用的要求。水泥的強(qiáng)度通常用抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度來(lái)表示，單位為MPa（兆帕），是水泥重要的物理力學(xué)性能之一。水泥的抗壓強(qiáng)度是指水泥硬化膠砂試體在承受壓縮破壞時(shí)所受到的最大應(yīng)力；抗折強(qiáng)度是指水泥硬化膠砂試體在承受彎曲破壞時(shí)所受到的最大應(yīng)力；而水泥的抗拉強(qiáng)度是指水泥膠砂硬化試體在承受拉伸破壞時(shí)所承受的最大應(yīng)力。其中，水泥的抗壓強(qiáng)度往往是水泥的抗折強(qiáng)度的10-20倍。因而，水泥的28d抗壓強(qiáng)度是水泥主要的性能指標(biāo)，也是水泥劃分標(biāo)號(hào)的依據(jù)。水泥抗壓強(qiáng)度是水泥性能最重要指標(biāo)，因此，國(guó)內(nèi)及國(guó)外對(duì)水泥的性能

4、研究主要是對(duì)水泥的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測(cè)研究。在水泥強(qiáng)度預(yù)測(cè)中，國(guó)內(nèi)外對(duì)其的快速測(cè)定進(jìn)行了大量的研究，提出了干硬試件法、統(tǒng)計(jì)法、化學(xué)法、濕熱法、沸水法、促凝壓蒸法等多種方法。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為水泥強(qiáng)度的預(yù)測(cè)提供了新的方法，主要有人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，遺傳算法等方法。硬試件測(cè)定法是將在常溫養(yǎng)護(hù)條件下，通過(guò)小水灰比、凈漿、小試件的加壓成型等手段，達(dá)到快速增強(qiáng)的目的。但是水泥膠砂標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度與凈漿快速?gòu)?qiáng)度之間的換算關(guān)系復(fù)雜且相關(guān)性較差。統(tǒng)計(jì)法多釆用基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)的一元線性回歸方法預(yù)測(cè)，該方法操作簡(jiǎn)便，方法靈活，多應(yīng)用于大

5、中型的水泥生產(chǎn)廠。化學(xué)法根據(jù)析出Ca(OH)2量推算出水泥的強(qiáng)度，由于該方法的影響因素比較復(fù)雜，所以往往準(zhǔn)確性不高。水泥強(qiáng)度的快速預(yù)測(cè)研究，幾十年來(lái)，均是采用提高養(yǎng)護(hù)溫度以提高水泥的水化速度，根據(jù)一定的換算關(guān)系預(yù)測(cè)28天強(qiáng)度，方法有蒸養(yǎng)法、溫水法、沸水法、壓蒸法等。促凝壓蒸法通過(guò)在試件中摻和促凝劑，再在蒸壓釜中養(yǎng)護(hù)，以快速測(cè)得水泥強(qiáng)度，但是該法測(cè)定精度不高。55*濕熱法經(jīng)過(guò)我國(guó)幾十家的科研單位以及水泥廠和施工單位的聯(lián)合試驗(yàn)，取得了比較滿意的結(jié)果，因此一些單位采用此法來(lái)預(yù)測(cè)水泥的28天強(qiáng)度。濕熱法和沸

6、水法等傳統(tǒng)的水泥強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法，主要是通過(guò)提高水泥的水化溫度，來(lái)快速獲得水泥的強(qiáng)度值，進(jìn)而推得水泥的28d強(qiáng)度值。自1976年第六屆國(guó)際水泥化學(xué)會(huì)議上提出以數(shù)學(xué)方法預(yù)測(cè)水泥強(qiáng)度的論文后，就引起各國(guó)水泥科技界的高度重視。在1980年第七屆國(guó)際水泥化學(xué)會(huì)議上，又單獨(dú)列出課題討論水泥漿體性質(zhì)隨時(shí)間變化的數(shù)學(xué)模型問(wèn)題。1991年，美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)又提出加強(qiáng)數(shù)學(xué)科學(xué)在材料科學(xué)中應(yīng)用的課題。20多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的水泥科技工作者在數(shù)學(xué)預(yù)測(cè)水泥強(qiáng)度方面進(jìn)行了大量的工作，取得了許多成果。傳統(tǒng)的線性回歸分析預(yù)測(cè)法把水泥強(qiáng)

7、度與各檢測(cè)值之間的高度非線性關(guān)系簡(jiǎn)化為線性函數(shù)關(guān)系，勢(shì)必影響預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性[9]。聚類分析預(yù)測(cè)法把水泥強(qiáng)度值固定為幾個(gè)聚類中心值,對(duì)水泥強(qiáng)度這樣一個(gè)高度非線性問(wèn)題而言，缺乏必要的泛化能力。利用軟計(jì)算技術(shù)預(yù)測(cè)水泥強(qiáng)度，利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)良好的非線性逼近能力建立了水泥強(qiáng)度的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型。仿真結(jié)果表明，該模型在預(yù)測(cè)水泥28d強(qiáng)度方面達(dá)到了很高的精度，有較好的實(shí)用價(jià)值。根據(jù)水泥強(qiáng)度預(yù)測(cè)具有多變量、非線性、大時(shí)滯的特點(diǎn)，運(yùn)用遺傳算法，建立了水泥強(qiáng)度的非線性預(yù)測(cè)模型。通過(guò)對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)例計(jì)算，得到了滿

8、意的效果。SedatAkkurt等采用模糊邏輯與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，成功的取得了水泥28天抗壓強(qiáng)度與相應(yīng)參數(shù)之間關(guān)系的模糊邏輯預(yù)測(cè)模型。近年來(lái)，由于遺傳規(guī)劃通過(guò)采用計(jì)算機(jī)程序的靈活性和強(qiáng)大的計(jì)算搜索學(xué)習(xí)能力，可以在可能的搜索解空間中搜尋最優(yōu)解，因此，引起了科學(xué)界的廣泛關(guān)注。遺傳規(guī)劃借助自然界的進(jìn)化理論，在已知的數(shù)據(jù)和解空間內(nèi)的數(shù)學(xué)表達(dá)式之間建立并發(fā)現(xiàn)內(nèi)部聯(lián)系，將解空間內(nèi)的數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行優(yōu)勝劣汰，并對(duì)較優(yōu)解進(jìn)行遺傳和變異，從而在較優(yōu)解中不斷的進(jìn)化選擇以獲得最優(yōu)數(shù)學(xué)表達(dá)式