朗读陆游的梅花绝句:高性能混泥土配合比设计方法总结

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高订生稚混凝土配盆比设计方法总结
丁建梅／张家口市建设工程质量检测中心有限责任公司
[摘 要]混凝土是当代最重要、最大宗的工程材料。高性能混凝土(High Performance Concrete，HPC)是2O世纪80年代末90年代初，
出现的新型混凝土。随着人类居住条件的不断提高，原有的混凝土的所使用的强度和使用年限等方面内容，已经渐渐的不能满足现代人
类的生活需求。因此在现代混凝土发展的基础上，一些发达国家基于混凝土结构耐久性设计提出的一种全新概念的混凝土，高性能混凝
土(HPC)。 ’
[关键字]高性能混凝土 耐久性 配合比设计方法
高性能混凝土以耐久性为首要设计指标，区别于传统混凝土，
这种混凝土可以为基础设施工程提供i00年以上的使用寿命。由
于其具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优
良特性，被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土，至今已在
不少重要工程中被采用，特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等
工程中显示出其独特的优越性，在工程安全使用性、经济合理性、
环境条件的适应性等方面也产生了明显的效益，因此被各国专家
学者所接受，被认为是今后混凝土技术的发展方向。
传统混凝土配合比设计多应用保罗米混凝土强度公式，
C／W=A‘￡ ，C ，P+A。B‘
式中， 为混凝土配制强度(M Pa)；e 为水泥的实际抗
压强度(M Pa)；A、B为经验系数；C／W未灰水比。
计算出灰水比后，在确定用水量和砂率，设计方法成熟而简单。
而HPC考虑因素相对较全面，既要考虑强度、耐久性、工作性，
还要考虑经济性，原材料的选取和地域问题。
l设计思路
高性能混凝土配合比设计是一个复杂的过程，并没有统一的
规定，只能根据合理的性能要求和配合比参数，进行试配，然后
再根据适配结果进行模型化分析，以得到HPC模型化的配合比设
计。
在高性能混凝土中，有以下几个主要影响因素
1．1耐久性
HPC配合比设计首先要保证其满足耐久性要求，这与普通混
凝土不同。耐久性要求包括抗渗性、抗冻性、抗化学侵蚀性、抗
碳化性和体积稳定性以及碱一集料反应等。由于大多数造成混凝
土劣化的原因都是有害介质通过水的侵入而发生的，所以混凝土抗
渗性直接影响到混凝土的耐久性。
1．2强度
混凝土的强度是其最基本的性能特征。高层建筑、大跨度桥
梁等都对混凝土强度提出了更高的要求。一般认为，只要水胶比低
于014，各种强度等级的混凝土都可做成高性能混凝土。影响强度
的主要因素是水胶比和矿物细掺料的用量。
1_3工作性
高性能混凝土拌合物的工作性比强度还重要，是保证混凝土浇
筑质量的关键。高性能混凝土拌合物具有高流动性(坍落度应不小
于120mm)、可泵性，同时还应具有体积稳定、不离析、不泌水等
特性。影响高性能混凝土拌合物的因素主要有水泥砂浆用量、集
料级配、外加剂品种及用量等。
2高性能混凝土配合比设计方法
HPC的组分复杂，影响其性能的因素繁多。尤其是目前对
HPC的理解尚有差异，所以对HPC的配合比设计尚无统一的成熟
方法。近年来，国内外学者对HPC配合比设计进行了大量的研究，
提出了许多方法。
2．1英国的DomonePL J等的方法
该方法基于最大密实度理论，主要步骤如下：(1)根据混凝土的
28 d强度与水胶比关系选择混凝土的水胶比；(2)选择高效减水剂
的掺量；(31利用专门设计的仪器量测不同砂率下集料颗粒堆积物
的空隙含量，找到空隙率最小时的砂率；(4)试验研究集料堆积物的
空隙含量与其表面积的综合效应；(5)确定最优砂率。
2．2美国混凝土协会(ACI)的方法
‘AC I21 l委员会制定的“使用粉煤灰和硅酸盐水泥的高强混凝
土设计指南”，提出了一种掺粉煤灰的高强混凝土(HSC)配合比设
计和优化的方法。此方法适用于抗压强度在41～83M Pa之间的
普通容重非引气混凝土，主要是采用一系列不同胶凝材料比例和用
整体 弯勾
图3．2O异形纤维斜向拔出应力云图(30。)
由图3．19中可以看出试验曲线和计算曲线总体变化趋势相同，
但是计算峰值较试验峰值早，主要原因是计算模型中材料达到屈
服极限后都按完全塑性考虑，而实际情况中纤维拔出端部的混凝
土先屈服剥落，会减小混凝土对纤维的侧阻力，这就延缓了拔出
峰值的到来。
图3I21数值模拟和试验拔出曲线图(3一B一0。)
3本文结论
本文研究的主要内容为实现了钢纤维从混凝土中拔出的数值
模拟分析，取得了较好的效果，验证了试验及理论结果。通过以
上研究得出的结论主要有：
1采用弹簧元和接触单元建立模型，较好的实现了纤维与混凝
土的协调变形，钢纤维拔出过程中弯勾屈服、调直的过程。
2实现了钢纤维混凝土拉拔实验的数值模拟，可以为理论研究
提供一定依据，并可在今后一定程度上代替试验，节省实际试验
的费用和周期。
54 2010年第07期
网络技7忙
又J1网络安茔的可行性分析及防御措施昀搽讨
陈文洁／蓝盾信息安全技术股份有限公司
[摘要]本文详细介绍了网络信息安全与安全策略技术对应的关系。特别在网络安全、数据库安全、密码技术、防火墙技术等方
面对信息安全进行了系统防御分析研究和综合论述。可供同行参考。
[关键词]网络安全 数据库安全 密码技术 防火墙技术
1引言
计算机网络具有站点分布广域性、体系结构开放性、资源信
息共享性和信息通道共用性等特点。因此，增加了网络的实效性
和观赏性。与此同时，信息在网络上传送和存储的时候，都很可
能被非法窃听、截取、篡改、破坏而导致不可估量的损失。相应
地不可避免地带来了网络系统的脆弱性、安全隐患。网络数据库
是网络的核心部分，数据信息存放其中，这些共享设备的数据资
源既要面对大众的可用性需求，又要面对被窃取、篡改、毁坏的
危险。因此，探索和研究计算机信息安全问题有着重要的现实意
义和深远的历史意义。
2网络系统安全
2．1面临的威胁和安全因素
网络系统中面临的威胁主要是：对网络中信息的威胁和对设
备的威胁。
影响计算机网络安全的因素主要有3方面：
(1)人为的无意失误：操作员安全配置不当造成的安全漏洞；
用户安全意识不强如口令选择不慎、账号随意转借他人等。
(2)人为的恶意攻击：这是计算机网络面临最大威胁，此类攻
击主要有：
主动攻击，破坏信息的有效性和完整性。
被动攻击，在不影响网络正常T作的情况下，进行截获、窃取、
破译以获得重要机密信息。
(3)网络软件的漏洞；网络软件不可能是完全没有缺陷和漏洞，
这些漏洞恰好成为网络攻击的首选目标。
2．2安全策略
2．2．1物理安全策略
物理安全策略的目的是保护计算机系统、网络服务器、打印
机等硬件和通信链路免受自然灾害、人为破坏和搭线攻击；验证
用户的身份和使用权限、防止用户的越权操作；建立完备的安全
管理制度，防止非法进入计算机控制中心和各种偷窃、破坏活动
量进行试验，从而得到最佳配合比。
2．3 法国国家路桥试验室(LCPC)的方法
法国路桥中心对高性能混凝上的研究走在世界的前沿，该配比
设计方法的主要思想是：在模型材料上进行大量的试验，用胶结料
浆体进行流变试验，用砂浆进行力学试验。这样可避免用直接的方
法优化HPC配比参数时所进行的大量试配工作。LCPC还开发了
HPC配合比设计的计算机辅助软件，其思想是：建立若干个数学模
型，各自表述某种工作性能和混凝土组成的关系，然后将这些模型
组合起来。引人数学模型和计算机大大减少了配合比设计所需要
的试验次数且节约了时间。
2．4 保罗米(Bolomy)修正法
对HPC来说，由于活性矿物细掺料和高效减水剂的掺人，保
罗米公式不再适用。万朝均在保罗米公式中引入与水胶比w 6B有
关的系数Y以及矿物细掺料的活性指数A，即
fCU．P=A Y aa
fee[B 8W —ab1
Y =一0．495 2+5．514W B
式中，fCU，P为配制强度(M Pa)；aa、ab为经验系数。
计算用水量w 时，可采用工作度方程。研究发现，在胶凝材
料组成、高效减水剂用量一定时，保证坍落度不变所需的用水量与
水胶比有下述直线关系
W 0=k1+k2
B式中，kl，k2是由胶凝材料组成、高效减水剂用量以及所要
求的混凝土丁作度决定的常数，可由试验确定。
2．5 MehtaPK和AitcinPC的方法
该方法是在现有HPC实践经验的基础上，对主要的配合比设
计参数作出一些假设，从而得到试拌用的第一盘配料的配合比。其
主要假设有：水泥浆与骨料的体积比为35：65。用水量根据混凝
土强度等级取不同的设定值。假定含气量，再根据用水量和水泥浆
体积，算出水泥用量。近似假设水泥与矿物掺合料(粉煤灰、硅灰
及矿渣等)的体积比为75：25，复合双掺时，硅灰与粉煤灰或矿渣
的体积各为10％ ，l5％；粗细骨料体积比设为60：400；高效减水剂
的掺量设为1％。由于这种方法中有许多假设，所以第一盘配料经
计算出的配合比仅能起引导作用，为了获得正确的配合比，尚需进
行大量的试验。
2．6 全计算法
传统的HPC配合比设计是以经验为基础的半定量设计。陈建
奎和王栋民是在建立普遍适用的混凝土体积模型的基础上，经科学
推导求得了HPC用水量计算公式和砂率S P计算公式，结合传统的
水灰(胶)比定则，提出了HPC配合比设计的全计算法。姜德民等
采用这种全计算法对高性能自密实混凝土进行配合比设计，其结果
表明：采用全计算法进行HPC配合比设计，材料用量准确，施工性
能、强度和耐久性都有足够的保证。全计算法使HPC配合比设计
从半定量走向定量、从经验走向科学成为了可能。
2．7 其它
HPC配比设计的最终目标是高耐久性。所以，许多学者针对
结构不同的服役环境，提出了如下几种HPC配合比设计方法：(1)
抗碳化的HPC配合比设计；(2)抗盐害的HPC配合比设计；(3)抗冻
融的HPC配合比设计；(4)抗硫酸盐腐蚀的HPC配合比设计。
以上几种HPC设计方法中，我感觉属全计算法考虑最为周全，
通过各种实验表明，全计算法所计算出的高性能混凝土不仅满足
所有HPC要求，而且经济稳定，可以成为通用计算方法，其他几
种方法可以相互借鉴，相互弥补，并通过大量实验，来确定更好
的数值。
参考文献：
【l】贺冬青任志刚．高性能混凝土配合比设计方法研究综述．
国际建材科技【J]第4期，2006．
【2】陈建奎王栋民．高性能混凝土配合比设计方法一全计算
法．硅酸盐学报【M】．第2期，2000．
【3]马保国王信刚李相国王凯．高性能混凝土配合比设计及其
存在的问题[M】．混凝土，1996．
2010年第07期55