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硅酸盐学报2025年第05期:超高性能混凝土早期收缩性能及神经网络预测模型

来源:期刊VIP网 时间:


作者:蒋志鹏;高畅;汤金辉;胡张莉;王磊;

单位:长沙理工大学土木工程学院;东南大学材料科学与工程学院;

摘要:超高性能混凝土(UHPC)是一种具有高强、高耐久性的先进水泥基材料,但早期收缩大是影响其结构体积稳定性,并带来潜在开裂风险的重要影响因素。本工作探究了胶砂比、水胶比、不同纤维种类与掺量及养护环境对UHPC早期收缩性能的影响,并结合BPNN和WOA-BPNN神经网络建立了UHPC早期收缩模型。结果表明:细集料对UHPC早期干燥收缩和自收缩有抑制作用,当胶砂比从1.2降低至0.8时,其早期干燥收缩及自收缩分布增加了108%和60%;UHPC的早期干燥收缩和自收缩随着水胶比的降低而增加,水胶比的降低导致UHPC自干燥现象提前;聚丙烯纤维的掺入对其早期干燥收缩和自收缩具有抑制作用,呈先增后减的趋势,聚丙烯纤维体积掺量为0.10%时效果最好;养护方式对其早期干燥收缩和自收缩的影响较大,干燥养护条件下的干燥收缩率是标养条件下的2.5倍,干燥养护条件下的自收缩率是标养条件下的1.2倍;WOA-BPNN神经网络构建的UHPC早期干燥收缩和自收缩预测模型相比于BPNN体现出更好的精准性和鲁棒性。

关键词:超高性能混凝土;早期干燥收缩;早期自收缩;机器学习算法

基金资助:国家自然科学基金(52308233); 湖南省自然科学基金(2022JJ40062); 国家自然科学基金重大项目(52293432); 高性能土木工程材料国家重点实验室开放课题(2023CEM002); 高速铁路建造技术国家工程实验室开放课题(HSR202101)