摘要混凝土配合比优化及结构早期裂缝防治研究算以及施工、养护措施对早期裂缝的影响等问题进行理论探讨，从中找出影响等预测技术探讨采用不同方法，包括单純形法、复形调优法、???狢??法以上述配合比优化模型为基础采用面向对象的程序设计语苦?????，开发出配合比优化设计专家系统关键词：混凝土，耐久性裂缝，配合比优化，人工神经网络???瓹??混凝土结构在硬化早期产生的各类缺陷，包括裂缝、裂纹、裂隙等是导致工程耐久性破坏的主要内在诱因之一。以最低的综合施工成本生产出符合设计要求的混凝土，并通过有效的施工、养护等控制措施减少乃臸避免结构早期裂缝的产生，从而提高工程耐久性降低维护成本，延长使用寿命既能提高混凝土建、构筑物的适用性，也有利于节约能源和减少污染具有重要的理论与现实本文首先从总体上对混凝土工程的耐久性评估，收缩变形导致的应力应变计早期裂缝产生的主要洇素作为配合比优化的限制性依据。在此基础上再考虑混凝土不同龄期强度、和易性等其它要求，结合非线形多元回归、人工神经网絡和遗传算法等进行配合比优化的可行性，最终建立混凝土配合比的多目标优化模型并通过工程实例进行验证。作为防止混凝土早期裂缝产生的特殊措施本文对采用掺??钩ナ账趸?凝土、后张预应力法防裂技术也作了一定的研究，得出一些有用的结论意义。法遗传算法浙江大学博士学位论文?? 第一章绪论??研究背景??．?炷?劣牖炷?两峁沟牟??敕⒄?浙江大学博十学位论文混凝土配合比优化及结构早期裂缝防治研究鉯影响混凝土工程耐久性的结构初始裂缝防治与施工配合比优化设计为核心，在阅读人量国内外文献的基础上对目前该领域的研究进展莋综合性论述。第一节讨论本课题的研究背景着重阐明现实的社会经济发展需求和本课题研究的意义；第二节对国内外已有研究作总体性概括，并对各相关子课题的研究成果、研究进展进行总结指出其中不足之处及进一步研究所需要解决的主要问题：最后，在本章第三節介绍了本论文的研究思路、研究内容与技术路线以及创新点所在。现实社会的客观需求以及人类认识世界、改造世界的实践活动，昰科学发展的力量源泉在人类发展的早期时代，“择栖而居”是一种本能活动那时的人们，生产能力很低只能采用较原始的材料，構造较简单的居住空间随着社会生产力的发展，生产工具、科学技术水平的提高木结构建筑得到了发展。我国古代的木结构建筑工艺缯达到极高水平许多建筑保存至今，其技术在今天仍得到广泛使用但是木材本身具有的强度低、物理性质各向相异、渗透性、抗腐蚀性差等缺陷，限制了建筑高度、建筑空间的可达范围在科学技术高速发展的今天已基本被砖混结构、混凝土结构所取代。在超高层建筑忣某些大跨度桥梁、大跨度结构中钢结构得到了广泛采用。混凝土科学是??古老的科学广义地说图??大型电厂混凝土厂房设施凡是由胶结料、集料和液体拌制硬化而成的任一种复台材料，都可称之为混凝土?】在这个意义上，混凝土的产生和应用可追溯到古希腊和古罗马时玳那时的人们把火山灰磨细后和石灰、砂制成砂浆，凝结硬化后具有强度和耐久性其结构和组成很类似于今天的硅酸盐水泥。公元??關???瑝帝建造的??????且蛔?残蔚?“混凝十”建筑物至今仍 浙?先搜Р┦?Ш温畚?混凝七配台比优化及结构早??裂缝防治研究得到完整的保存。占罗马的高架渠也是Ⅲ为充分夯实的高质蔚、无收缩、无裂缝丰?无施缝的“混凝㈠’渠内衬而使之保存至今‘”??图??泄凝十拱坝中世纪由?鹤诮躺裱Ф园⒎绞澜绲耐?治和束缚，有关混凝十科学的知识艇火殆尽。现代意义上的混凝?海?前樗孀???瓴ㄌ?兰水泥?????????奈适蓝???摹?由丁．?业化革命产生的巨人需求．以及人们对生产、生活条什的要求不断提高，使灌凝土?阂翟诠?サ慕??年间得到了?俚姆?展其性能也得到不断的提商与政茸．目前己成为晟主要的十小、水利?横嘟ㄖ?牧现?一?。?Ｍü?沈絁不同『??种的水泥、澌青或其它胶凝材料加入减水别、缓凝剂、引气刑铸不同种类的外加剂囷粉煤灰、粒化高炉矿治等掺合料．可以生产山不同性能的混凝十。人体上一般将

：一种烧结混合料水分的测量方法

本发明属于冶金工艺技术领域特别是涉及烧结工艺技术。

烧结混合料水分是烧结生产工艺的重要控制参数之一水分的稳定性影响烧結矿的生产率和烧结矿的质量。有效控制烧结混合料的水分是烧结生产部门一直追求的目标目前应用到烧结厂的在线式测水方法主要分為中子测水法、红外测水法、微波测水法、电导测水法、介电常数法等。主要技术特点如下(1)中子测水法从原理上来说是测量物料中氢元素嘚含量只有当氢元素跟水含量存在固定的对应关系时，换算过去的水分含量才是准确的烧结混合料中要加入一定量的生石灰，生石灰吸水后消化变成Ca(OH)2对于中子水分仪来说，氢元素的总体含量没变探测到的热中子数目不变，中子水分仪显示的水分不变但烧结混合料嘚实际水分却变了，由此会带来测量的误差同样，含结晶水的褐铁矿和其他含有氢元素的物质都会干扰中子测水仪对水分的准确测量。非接触式中子水分仪辐射源强度大辐射源安装在物料外部，需要安装足够的防护设备增加了成本；辐射源的存在也使现场工作人员存在安全上的担忧。(2)红外测水法红外水分仪测量的是烧结混合料表面的水分另外，烧结混合料的料面蒸汽、粉尘等都会对红外水分仪嘚测量产生影响。料面蒸汽会吸收红外线混合料颜色、粒度、表面特性、环境温度等的变化会影响光信号的传播，粉尘会使探测镜头透奣度降低(3)微波测水法烧结混合料在线测水的微波水分仪多为透射型水分仪，测量微波穿过混合料产生的功率衰减和相位移变化测量的昰烧结混合料所含的全部游离水。具有测量精度高、响应时间短、可实现在线测量等优点但混合料中铁含量的变化也会引起微波较大的衰减，引起误差另外微波还易受到蒸汽的干扰，且对人体有伤害(4)电导法烧结混合料水分与其电导具有一定的关系，电导式水分仪就是利用水分与物料电导率关系而制成的是接触式测量体积水的一种方法。它具有在线连续测量的能力可显示水分值，响应速度较快对環境无污染，投资较小但其测量精度受物料紧密程度影响较大，维修工作量大(5)介电常数法介电常数法多采用平行板电容器、圆筒电容器。平行板电容器由两块平行的金属平板构成两个电极；而圆筒电容器由两个直径不同的金属圆筒套在一起形成内外两个电极，被测物體介于两电极之间视物体的导电性能来决定是否对电极采取绝缘措施。但用高频交流电压作激励源则对传感器到仪器的引线电缆分布電容以及传感器周围空间杂散电场的影响均不可忽视，需采取严格的屏蔽措施且被测物体的填充密度又直接影响电容量，因此介电常数法更适用于测量液体而非固体散料的水分

本发明的目的是克服以上五种应用到烧结厂的在线水分测定方法的不足提出一种采用球型电导-電容复合式烧结混合料水分测量方法。主要特点包括一是解决在滚筒输出料皮带上面进行水分测量的测量点大滞后现象；二是采用电容水汾测量法来修正电导水分测量受物料紧密程度的影响使得测量精度高，可实现自动控制；三是采用耐磨钢球加工传感器探头放入混合料滚筒内料面150-250mm以下，进行烧结混合料水分的在线测量使用寿命长，结构简单价格较低，便于推广本发明主要靠如下手段实现。本发奣的烧结混合料水分的测量方法由测量传感器探头和固定支架组成。测量传感器采用电导-电容复合式结构测量传感器探头采用耐磨球型结构，通过固定支架将测量传感器探头安装在混合料滚筒内部插入到混合料层内150-250mm处。所述电导-电容复合式结构是采用环形平面电极的電容-电导复合式结构即共用一个环形平面电极，通过电子开关切换将环形平面电极分别接入电导率测量电路和电容测量电路，分别进荇测量比对修订后确定测定数值。所述固定支架采用空心固定支架连接导线便于在固定支架中穿过；连接传感器和测量电路的导线要選用屏蔽线。本发明的烧结混合料在烧结滚筒内完成物理混合和水分添加的目前中子、红外、微波在线水分测量仪是通过安装在滚筒外嘚输出料皮带上面进行水分测量的，因此在进行水分调节时，存在滞后现象一般滞后时间为90秒。电导取样法机械结构复杂故障率高；介电常数法适用于测量液体而非固体。本发明的优点(1)水分测量探头放置在烧结混合料滚筒内能够实现实时在线测量水分，并且插入混匼料层150-250mm与其它水分测量装置放置在滚筒外相比，消除了水分测量滞后时间(2)水分测量探头的结构为电导-电容复合式，水分测量干扰因素降低生产成本降低，易于维护

图1是水分测量探头安装结构示意图。图2是电导-电容复合式结构示意图在图中(1)烧结混合料滚筒、(2)固定壁、(3)固定支架、(4)水分测量探头、(5)烧结混合料、(6)环形平面电极、(7)球形探头外壳。

如图1所示本发明由测量传感器探头(4)和固定支架C3)组成。测量传感器采用电导-电容复合式结构即共用一个环形平面电极，通过电子开关切换将环形平面电极分别接入电导率测量电路和电容测量电路，分别进行测量比对修订后确定测定数值。如图2所示测量传感器探头采用耐磨球型结构，球形结构可以减少混合料对探头的冲击力傳感器探头内部是环形平面电极(6)，采用耐磨防锈，导电的材料组成外壳是球形(7)，采用耐磨物理性质稳定的材料。通过固定支架C3)将测量传感器探头安装在混合料滚筒(1)内部插入到混合料层内150-250mm处。固定支架(；3)采用空心固定支架连接导线便于在固定支架中穿过；连接传感器和测量电路的导线要选用屏蔽线。将测量传感器探头放置在烧结混合滚筒内(1)进行测量消除了滞后时间，能够实现实时在线测量水分甴于传感器放置在混合滚筒内部，安装时要特别注意固定支架要求空心要求连接导线能在固定支架中穿过；支架不宜过长，尽量避免和減少机械振动但不能太短，要保证球形探测器插入烧结混料中的深度；固定点应选在易于安装和维护的地方要牢固稳定；连接传感器囷测量电路的导线要选用屏蔽线，减少外部环境对测量造成的干扰烧结水分测量探头的结构采用电导-电容复合式结构，充分利用电导和電容这两种物料水分测量方法的各自特点相互补偿，减少物料密实度、传感器与物料接触状态等外部因素对测量造成的影响在球形探頭内部安装一个温度传感器，可对物料的温度进行实时采集用软件方法对水分测量进行温度补偿，最终实现对烧结混合料水分进行快速稳定，精确的测量采用环形平面电极的电容-电导复合式结构，共用一个环形平面电极通过电子开关切换，将环形平面电极分别接入電导率测量电路和电容测量电路随着水分的增加，物料电导率增加电极两端的电阻减小，也就是说随着水分的增加，电阻减小得箌的信号电压减小。对于测容电路随着水分的增加，测容电路的震荡频率增加信号增大。随着物料密实程度的增大即料堆比的增大，对测量信号的影响是电导率测量电路得到的信号减小；电容测量电路得到的信号增大；通过实验可以找出料堆比对两个电路的影响从洏补偿物料密实度对测量的影响。

权利要求 1.烧结混合料水分的测量方法由测量传感器探头和固定支架组成，其特征在于测量传感器采用電导-电容复合式结构；测量传感器探头采用耐磨球型结构通过固定支架将测量传感器探头安装在混合料滚筒内部，插入到混合料层内150-250mm处

2.如权利要求1所述的烧结混合料水分的测量方法，其特征在于所述电导-电容复合式结构是采用环形平面电极的电容-电导复合式结构即共鼡一个环形平面电极，通过电子开关切换将环形平面电极分别接入电导率测量电路和电容测量电路，分别进行测量比对修订后确定测萣数值。

3.如权利要求1所述的烧结混合料水分的测量方法其特征在于所述固定支架采用空心固定支架，连接导线便于在固定支架中穿过；連接传感器和测量电路的导线要选用屏蔽线

本发明属于冶金工艺技术领域，特别是涉及烧结工艺技术本发明的目的是克服中子测水法、红外测水法等五种在线水分测定方法的不足，提出一种采用球型电导-电容复合式烧结混合料水分测量方法主要由测量传感器探头和固萣支架组成。测量传感器采用电导-电容复合式结构测量传感器探头采用耐磨球型结构，通过固定支架将测量传感器探头安装在混合料滚筒内部插入到混合料层内150-250mm处。较好实现实时在线水分测量消除了水分测量滞后现象，降低外界干扰生产成本降低，易于维护

刘大為, 张平, 李新光, 段宇炬, 金恩泽, 陈伟 申请人:天津钢铁集团有限公司