混凝土配合比優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）

當前社會的客觀經濟需求以及人類了解和改造世界的實際活動，是科學發展的力量之源。中國古代的木結構建筑技術已經達到很高的水平，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 混凝土裂縫的產生原因

可能導致混凝土產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、環境溫度或濕度水平過高或過低導致的開裂。追根溯源，產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熱而產生的裂縫；2） 因混凝土的力學收縮二產生的裂縫；3） 混凝土本體塑性崩塌而產生的裂縫；4） 混凝土干燥收縮產生的裂縫；5） 混凝土配比成分堿骨料產生化學反應的裂縫；6） 溫度大幅波動而產生的裂縫；7） 混凝土澆筑完成早期產生的低溫度凍裂；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]。

在內部和外部溫差控制的允許范圍內調整保溫時間。例如，環境溫度較低時，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處于加熱階段，極限溫度通常在三到五天內到達[3]。

混凝土中存在的配比規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，在這種程序中優化規則并沒有得到嚴格而系統的闡述，優化過程往往是通過對方案的不斷改進來實現的。目前，許多成熟的數學應用軟件在混凝土優化設計中得到了廣泛的應用。

針對混凝土的配方優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的編碼操作，來確定一般整體規模的本體長短、高等子代數量級。然后使用機選投擲點位規則來產生啟動群體，并利用二進制編碼系統，綜合衡量整體變量的正確取值區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域可以體現實驗測試樣本的原材料使用區域極限。

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

3 結語

經過對混凝土工程裂縫產生原因以及配方優化的深入討論，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，優化配合比設計，采取良好的施工和養護措施，是防止混凝土結構早期開裂的主要途徑。