智能混凝土
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇智能混凝土范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
智能混凝土范文第1篇
随着现代材料的不断进步，作为最主要的建筑材料之一的混凝土已逐渐向高强、高性能、多功能和智能化发展。用它建造的混凝土结构也趋于大型化和复杂化。然而混凝土结构在使用过程中由于受环境荷载作用。疲劳效应、腐蚀效应和材料老化等不利因素的，结构将不可避免地产生损伤积累、抗力衰减，甚至导致突发事故。为了有效地避免突发事故的发生，延长结构的使用寿命，必须对此类结构进行实时的“健康”监测，并及时进行修复。现有的无损检测，如声波检测X射线及C扫描等，只能定性检测，而不能定量、数据化处理，更主要的是不能实现实时监测。因而对结构内部状态的监测和损伤估计还比较困难，甚至是不可能的。传统的混凝土结构的维修方式主要是在损伤部位进行外部的加固，而对损伤的原结构进行维修比较困难，尤其是对结构内部的损伤修复更是非常困难。随着现代向智能化的发展，这种停留在被动和计划模式的检测与修复方式已不能适应现代多功能和智能建筑对混凝土材料提出的要求。因此，研究和开发具有主动、自动地对结构进行自诊断、自调节、自修复、恢复的智能混凝土已成为结构一功能（智能）一体化的发展趋势[1]
1智能混凝土的定义和发展历史
智能材料，指的是“能感知环境条件，做出相应行动”的材料。它能模仿生命系统，同时具有感知和激励双重功能，能对外界环境变化因素产生感知，自动作出适时。灵敏和恰当的响应，并具有自我诊断、自我调节、自我修复和预报寿命等功能。智能混凝土是在混凝土原有组分基础上复合智能型组分，使混凝土具有自感知和记忆，自适应，自修复特性的多功能材料。根据这些特性可以有效地预报混凝土材料内部的损伤，满足结构自我安全检测需要，防止混凝土结构潜在脆性破坏，并能根据检测结果自动进行修复，显著提高混凝土结构的安全性和耐久性。正如上面所述，智能混凝士是自感知和记忆、自适应。自修复等多种功能的综合，缺一不可，以的科技水平制备完善的智能混凝土材料还相当困难。但近年来损伤自诊断混凝土、温度自调节混凝土。仿生自愈合混凝土等一系列智能混凝土的相继出现；为智能混凝土的研究打下了坚实的基础。
1.1损伤自诊断混凝土
自诊断混凝土具有压敏性和温敏性等自感应功能。普通的混凝土材料本身不具有自感应功能，但在混凝土基材中复合部分其它材料组分使混凝土本身具备本征自感应功能。目前常用的材料组分有：聚合类、碳类、金属类和光纤。其中最常用的是碳类、金属类和光纤。下面主要介绍2种当前研究比较热门的损伤自诊断混凝土。
1.1.1碳纤维智能混凝土
碳纤维是一种高强度、高弹性且导电性能良好的材料。在水泥基材料中掺入适量碳纤维不仅可以显著提高强度和韧性，而且其物理性能，尤其是电学性能也有明显的改善，可以作为传感器并以电信号输出的形式反映自身受力状况和内部的损伤程度。将一定形状、尺寸和掺量的短切碳纤维掺入到混凝土材料中，可以使混凝土具有自感知内部应力、应变和操作程度的功能。通过观测，发现水泥基复合材料的电阻变化与其内部结构变化是相对应的。碳纤维水泥基材料在结构构件受力的弹性阶段，其电阻变化率随内部应力线性增加，当接近构件的极限荷载时，电阻逐渐增大，预示构件即将破坏。而基准水泥基材料的导电性几乎无变化，直到临近破坏时，电阻变化率剧烈增大，反映了混凝土内部的应力一应变关系。根据纤维混凝土的这一特性，通过测试碳纤维混凝土所处的工作状态，可以实现对结构工作状态的在线监测[2].在入碳纤维的损伤自诊断混凝土中，碳纤维混凝土本身就是传感器，可对混凝土内部在拉、压、弯静荷载和动荷载等外因作用下的弹性变形和塑性变形以及损伤开裂进行监测。试验发现，在水泥浆中掺加适量的碳纤维作为应变传感器，它的灵敏度远远高于一般的电阻应变片。在疲劳试验中还发现，无论在拉伸或是压缩状态下，碳纤维混凝土材料的体积电导率会随疲劳次数发生不可逆的降低。因此，可以应用这一现象对混凝土材料的疲劳损伤进行监测。通过标定这种自感应混凝土，研究人员决定阻抗和载重之间的关系，由此可确定以自感应混凝土修筑的公路上的车辆方位、载重和速度等参数，为管理的智能化提供材料基础。
碳纤维混凝土除具有压敏性外，还具有温敏性，即温度变化引起电阻变化（温阻性）及碳纤维混凝土内部的温度差会产生电位差的热电性（Seebeck效应）。试验表明，在最高温度为70℃，最大温差为15℃的范围内，温差电动势（E）与温差t之间具有良好稳定的线性关系。当碳纤维掺量达到一临界值时，其温差电动势率有极大值，且敏感性较高，因此可以利用这种材料实现对建筑物内部和周围环境变化的实时监控；也可以实现对大体积混凝土的温度自监控以及用于热敏元件和火警报警器等可望用于有温控和火灾预警要求的智能混凝土结构中。
碳纤维混凝土除自感应功能外，还可应用于防静电构造。公路路面、机场跑道等处的化雪除冰。钢筋混凝土结构中的钢筋阴极保护。住宅及养殖场的电热结构等。
1.1.2光纤传感智能混凝土
光纤传感智能混凝土[3]，即在混凝土结构的关键部位埋人入纤维传感器或其阵列，探测混凝土在碳化以及受载过程中内部应力、应变变化，并对由于外力、疲劳等产生的变形、裂纹及扩展等损伤进行实时监测。光在光纤的传输过程中易受到外界环境因素的影响，如温度、压力、电场、磁场等的变化而引起光波量如光强度、相位、频率、偏振态的变化。因此人们发现，如果能测量出光波量的变化，就可以知道导致光波量变化的温度、压力、磁场等物理量的大小。于是，出现了光纤传感技术。近年来，国内外进行了将光纤传感器用于钢筋混凝土结构和建筑检测这一领域的研究，开展了混凝土结构应力、应变及裂缝发生与发展等内部状态的光纤传感器技术的研究，这包括在混凝土的硬化过程中进行监测和结构的长期监测。光纤在传感器中的应用，提供了对土建结构智能及内部状态进行实时、在线无损检测手段，有利于结构的安全监测和整体评价和维护。到目前为止，光纤传感器已用于许多工程，典型的工程有加拿大Caleary建设的一座名为BeddingtonTail的一双跨公路桥内部应变状态监测；美国Winooski的一座水电大坝的振动监测；国内工程有重庆渝长高速公路上的红槽房大桥监测和芜湖长江大桥长期监测与安全评估系统等。
1.2自调节智能混凝土
自调节智能混凝土具有电力效应和电热效应等性能。混凝土结构除了正常负荷外，人们还希望它在受台风、地震等灾害期间，能够调整承载能力和减缓结构振动，但因混凝土本身是惰性材料，要达到自调节的目的，必须复合具有驱动功能的组件材料，如：形状记忆合金（SMA）和电流变体（ER）等。形状记忆合金具有形状记忆效应（SME），若在室温下给以超过弹性范围的拉伸塑性变形，当加热至少许超过相变温度，即可使原先出现的残余变形消失，并恢复到原来的尺寸。在混凝土中埋入形状记忆合金，利用形状记忆合金对温度的敏感性和不同温度下恢复相应形状的功能，在混凝土结构受到异常荷载于扰时，通过记忆合金形状的变化，使混凝土结构内部应力重分布并产生一定的预应力，从而提高混凝土结构的承载力。
电流变体（ER）是一种可通过外界电场作用来控制其粘性、弹性等流变性能双向变化的悬胶液。在外界电场的作用下，电流变体可于0.1ms级时间内组合成链状或网状结构的固凝胶，其初度随电场增加而变调到完全固化，当外界电场拆除时，仍可恢复其流变状态。在混凝土中复合电流变体，利用电流变体的这种流变作用，当混凝土结构受到台风，地震袭击时调整其内部的流变特性，改变结构的自振频率、阻尼特性以达到减缓结构振动的目的。
有些建筑物对其室内的湿度有严格的要求，如各类展览馆、博物馆及美术馆等，为实现稳定的湿度控制，往往需要许多湿度传感器、控制系统及复杂的布线等，其成本和使用维持的费用都较高。日本学者研制的自动调节环境温度的混凝土材料自身即可完成对室内环境湿度的探测，并根据需要对其进行调控。这种混凝土材料带来自动调节环境湿度功能的关键组分是沸石粉。其机理为：沸石中的硅酸钙含有（3－9）X10－10m的孔隙。这些孔隙可以对水分、N0x和S0x气体选择性的吸附。通过对沸石种类进行选择，可以制备符合实际需要的自动调节环境湿度的混凝土复合材料。它具有如下特点：优先吸附水分；水蒸气压力低的地方，其吸湿容量大；吸、放湿与温度相关，温度上升时放湿，温度下降时吸湿。
1.3自修复智能混凝土
混凝土结构在使用过程中，大多数结构是带缝工作的。混凝土产生裂缝，不仅强度降低，而且空气中的CO2、酸雨和氯化物等极易通过裂缝侵人混凝土内部，使混凝土发生碳化，并腐蚀混凝土内的钢筋，这对地下结构物或盛有危险品的处理设施尤为不利，一旦混凝土发生裂缝，要想检查和维修都很困难。自修复混凝土就是应这方面的需要而产生的。在人类现实生活中可以见到人的皮肤划破后，经一段时间皮肤会自然长好，而且修补得天衣无缝；骨头折断后，只要接好骨缝，断骨就会自动愈合。自愈合混凝土[4]就是模仿生物组织，对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土传统组分中复合特性组分（如含有粘结剂的液芯纤维或胶囊）在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经系统，模仿动物的这种骨组织结构和受创伤后的再生、恢复机理。采用粘结材料和基材相复合的，使材料损伤破坏后，具有自行愈合和再生功能，恢复甚至提高材料性能的新型复合材料。在日本，以东北大学三桥博三教授为首的日本学者将内含粘结剂的胶囊或空心玻璃纤维掺入混凝土材料中，一旦混凝土在外力作用下发生开裂，部分胶囊或空心玻璃纤维破裂，粘结液流出并深人裂缝。粘结液可使混凝土裂缝重新愈合。美国伊利诺伊斯大学的CarolynDry在1994年采用类似的方法，将在空心玻璃纤维中注人缩醛高分子溶液作为粘结剂埋人混凝土中使混凝土具有自愈合功能。在此基础上CarolynDry还根据动物骨骼的结构和形成机理，尝试制备仿生混凝土材料，其基本原理是采用磷酸钙水泥（含有单聚物）为基体材料，在其中加人多孔的编织纤维网。在水泥水化和硬化过程中，多孔纤维释放出聚合反应引发剂与单聚物聚合成高聚物，聚合反应留下的水分参与水泥水化。这样便在纤维网的表面形成大量有机与无机物，它们相互穿插粘结，最终形成的复合材料是与动物骨骼结构相似的无机与有机相结合的材料，具有优异的强度及延性等性能。而且在材料使用过程中，如果发生损伤，多孔有机纤维会释放高聚物，愈合损伤。
2智能混凝规究现状和应注意的
前面所述的自诊断、自调节和自修复混凝土是智能混凝土的初级阶段，它们只具备了智能混凝土的某一基本特征，是一种智能混凝土的简化形式。因此有人也称之为机敏混凝土。然而这种功能单一的混凝土并不能发挥智能混凝土作用，人们正致力于将2种以上功能进行组装的所谓智能组装混凝土材料的研究。智能组装混凝土材料是将具有自感应、自凋节和自修复组件材料等与混凝土基材复合并按照结构的需要进行排列，以实现混凝土结构的内部损伤自诊断、自修复和抗震减振的智能化。
智能混凝土具有广阔的应用前景，但作为一种新型的功能材料，如果投入实际工程，还有很多问题需要进一步地研究：如碳纤维混凝土的电阻率稳定性、电极布置方式、耐久性等；光纤混凝土的光纤传感阵列的最优排布方式；自愈合混凝土的修复粘结剂的选择。封人的方法以及愈合后混凝土耐久性能的改善等。解决上述一系列问题将对智能混凝土今后的产生深远的。为促进智能混凝土研究工作的顺利开展有必要就以下几点形成共识：
（1）开发应有针对性。所谓针对性就是要针对混凝土性能发生恶化和结构发生破坏等现象，考虑不同的智能方法，如针对这些现象，设想开发出一种能应对所有这些情况的手段是很困难的，因此，缩小智能化范围，以某种功能为对象，从而开发出相对最适应的方法是必要的。
（2）实施中应具有可行性。浇注混凝土多在施工现场进行，因而作为智能混凝土的施工方法，对其技术与工艺要求不能过高。应以原有工艺为基础开发相应的较为简单的方法。选用的材料应具有化学稳定性，要有利于安全使用，不挥发任何有刺激的气味和其它有害物质，并能大量应用而且成本较低。
（3）设计应具有综合性。采用智能化，虽然可以提高材料的耐久性，但也会带来负面作用。如由于使用了某种材料虽然能对某种恶化现象进行控制和改善，但是否会对强度等其它性能有所影响，所有这些正反两方面的问题都必须在判断和设计时进行综合考虑和权衡。
智能混凝土范文第2篇
论文摘 要：智能混凝土是建筑材料与现代相结合的产物，是传统混凝土材料的高级阶段。回顾了智能混凝土的发展和现状，展望了智能混凝土的发展趋势和前景，阐述了研究中应注意的。
前言
随着现代材料的不断进步，作为最主要的建筑材料之一的混凝土已逐渐向高强、高性能、多功能和智能化发展。这种停留在被动和计划模式的混凝土检测与修复方式已不能适应现代多功能和智能建筑对混凝土材料提出的要求。因此，研究和开发具有主动、自动地对结构进行自诊断、自调节、自修复、恢复的智能混凝土已成为结构一功能（智能）一体化的发展趋势。
1智能混凝土的定义和发展历史
智能材料，指的是“能感知环境条件，做出相应行动”的材料。它能模仿生命系统，同时具有感知和激励双重功能，能对外界环境变化因素产生感知，自动作出适时。灵敏和恰当的响应，并具有自我诊断、自我调节、自我修复和预报寿命等功能。智能混凝土是在混凝土原有组分基础上复合智能型组分，使混凝土具有自感知和记忆，自适应，自修复特性的多功能材料。根据这些特性可以有效地预报混凝土材料内部的损伤，满足结构自我安全检测需要，防止混凝土结构潜在脆性破坏，并能根据检测结果自动进行修复，显著提高混凝土结构的安全性和耐久性。正如上面所述，智能混凝士是自感知和记忆、自适应。自修复等多种功能的综合，缺一不可，以的科技水平制备完善的智能混凝土材料还相当困难。但近年来损伤自诊断混凝土、温度自调节混凝土。仿生自愈合混凝土等一系列智能混凝土的相继出现；为智能混凝土的研究打下了坚实的基础。
1.1损伤自诊断混凝土
自诊断混凝土具有压敏性和温敏性等自感应功能。普通的混凝土材料本身不具有自感应功能，但在混凝土基材中复合部分其它材料组分使混凝土本身具备本征自感应功能。目前常用的材料组分有：聚合类、碳类、金属类和光纤。其中最常用的是碳类、金属类和光纤。目前主要有2种研究比较热门的损伤自诊断混凝土：碳纤维智能混凝土、光纤传感智能混凝土。
1.2自调节智能混凝土
自调节智能混凝土具有电力效应和电热效应等性能。混凝土结构除了正常负荷外，人们还希望它在受台风、地震等灾害期间，能够调整承载能力和减缓结构振动，但因混凝土本身是惰性材料，要达到自调节的目的，必须复合具有驱动功能的组件材料，如：形状记忆合金（SMA）和电流变体（ER）等。形状记忆合金具有形状记忆效应（SME），若在室温下给以超过弹性范围的拉伸塑性变形，当加热至少许超过相变温度，即可使原先出现的残余变形消失，并恢复到原来的尺寸。在混凝土中埋入形状记忆合金，利用形状记忆合金对温度的敏感性和不同温度下恢复相应形状的功能，在混凝土结构受到异常荷载于扰时，通过记忆合金形状的变化，使混凝土结构内部应力重分布并产生一定的预应力，从而提高混凝土结构的承载力。
有些建筑物对其室内的湿度有严格的要求，如各类展览馆、博物馆及美术馆等，为实现稳定的湿度控制，往往需要许多湿度传感器、控制系统及复杂的布线等，其成本和使用维持的费用都较高。日本学者研制的自动调节环境温度的混凝土材料自身即可完成对室内环境湿度的探测，并根据需要对其进行调控。这种混凝土材料带来自动调节环境湿度功能的关键组分是沸石粉。其机理为：沸石中的硅酸钙含有（3－9）X10－10m的孔隙。这些孔隙可以对水分、N0x和S0x气体选择性的吸附。通过对沸石种类进行选择，可以制备符合实际需要的自动调节环境湿度的混凝土复合材料。它具有如下特点：优先吸附水分；水蒸气压力低的地方，其吸湿容量大；吸、放湿与温度相关，温度上升时放湿，温度下降时吸湿。
1.3自修复智能混凝土
混凝土结构在使用过程中，大多数结构是带缝工作的。混凝土产生裂缝，不仅强度降低，而且空气中的CO2、酸雨和氯化物等极易通过裂缝侵人混凝土内部，使混凝土发生碳化，并腐蚀混凝土内的钢筋，这对地下结构物或盛有危险品的处理设施尤为不利，一旦混凝土发生裂缝，要想检查和维修都很困难。自修复混凝土就是应这方面的需要而产生的。在人类现实生活中可以见到人的皮肤划破后，经一段时间皮肤会自然长好，而且修补得天衣无缝；骨头折断后，只要接好骨缝，断骨就会自动愈合。自愈合混凝土就是模仿生物组织，对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土传统组分中复合特性组分（如含有粘结剂的液芯纤维或胶囊）在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经系统，模仿动物的这种骨组织结构和受创伤后的再生、恢复机理。采用粘结材料和基材相复合的，使材料损伤破坏后，具有自行愈合和再生功能，恢复甚至提高材料性能的新型复合材料。在日本，以东北大学三桥博三教授为首的日本学者将内含粘结剂的胶囊或空心玻璃纤维掺入混凝土材料中，一旦混凝土在外力作用下发生开裂，部分胶囊或空心玻璃纤维破裂，粘结液流出并深人裂缝。粘结液可使混凝土裂缝重新愈合。
2智能混凝土研究现状和应注意的问题
前面所述的自诊断、自调节和自修复混凝土是智能混凝土的初级阶段，它们只具备了智能混凝土的某一基本特征，是一种智能混凝土的简化形式。因此有人也称之为机敏混凝土。然而这种功能单一的混凝土并不能发挥智能混凝土作用，人们正致力于将2种以上功能进行组装的所谓智能组装混凝土材料的研究。智能组装混凝土材料是将具有自感应、自凋节和自修复组件材料等与混凝土基材复合并按照结构的需要进行排列，以实现混凝土结构的内部损伤自诊断、自修复和抗震减振的智能化。
智能混凝土具有广阔的应用前景，但作为一种新型的功能材料，如果投入实际工程，还有很多问题需要进一步地研究：如碳纤维混凝土的电阻率稳定性、电极布置方式、耐久性等；光纤混凝土的光纤传感阵列的最优排布方式；自愈合混凝土的修复粘结剂的选择。封人的方法以及愈合后混凝土耐久性能的改善等。解决上述一系列问题将对智能混凝土今后的产生深远的。为促进智能混凝土研究工作的顺利开展有必要就以下几点形成共识：
（1）开发应有针对性。所谓针对性就是要针对混凝土性能发生恶化和结构发生破坏等现象，考虑不同的智能方法，如针对这些现象，设想开发出一种能应对所有这些情况的手段是很困难的，因此，缩小智能化范围，以某种功能为对象，从而开发出相对最适应的方法是必要的。
（2）实施中应具有可行性。浇注混凝土多在施工现场进行，因而作为智能混凝土的施工方法，对其技术与工艺要求不能过高。应以原有工艺为基础开发相应的较为简单的方法。选用的材料应具有化学稳定性，要有利于安全使用，不挥发任何有刺激的气味和其它有害物质，并能大量应用而且成本较低。
（3）设计应具有综合性。采用智能化，虽然可以提高材料的耐久性，但也会带来负面作用。如由于使用了某种材料虽然能对某种恶化现象进行控制和改善，但是否会对强度等其它性能有所影响，所有这些正反两方面的问题都必须在判断和设计时进行综合考虑和权衡。
3结语
智能混凝土范文第3篇
关键字：PLC，模糊PID算法，称重配料系统，混凝土搅拌站
中图分类号：TP273 文献标识码： A 文章编号：
Based on PLC fuzzy PID Concrete batching plants design and implementation
Zhang Huihui, Zhang Min，Ma Jiaming
(Qingdao Technological University, Shandong Qingdao, 266033)
ABSTRACT: Concrete batching plants is the major place of concrete production. What’s more, weighting and burdening is the key part in the process of concrete production. The accuracy of the weighing batching system affects the quality of concrete directly. For the entire weighing batching system, the selection of control strategy determines the production efficiency and the accuracy of batching plant. Based on the above issues, this design with PLC as the control core, realize the design of weighing batching system based on fuzzy adaptive PID algorithm.
KEY WORDS: PLC; Fuzzy PID algorithm; Concrete batching plants; Weighting and Burdening System
0引言
近年来，随着经济的高速发展，一系列基础性工程的开工建设以及城市化进程的加快，人们对各种产品也不断提出了新的要求。本设计采用模糊PID控制，达到智能控制效果。本文的重点在于用PLC实现模糊PID控制。
1混凝土配料生产过程原理介绍
本论文以旧建筑物拆迁的废弃建筑垃圾为原料，配合相关辅助原料，混合充分后切块、加压生产建筑再生砖为例，来阐述动态配料系统所要求的快速性及精确性。
2混凝土搅拌站控制算法分析
2.1 模糊PID控制技术
由于自动配料控制系统是一个时变的、非线性的控制系统，在非时变模型下有较好调节能力的传统PID算法难以达到理想的控制效果。此外常规的模糊控制器控制精度比较低并且有无法消除的盲区。因此，采用基于PLC的模糊控制系统进行控制，不但可以使控制系统的控制更加可靠，而且得到了很好的控制效果。
由图2可以看到，模糊自适应PID控制器以误差e和误差变化ec模糊控制器输入变量，以PID参数变化∆Kp、∆Ki、∆Kd作为模糊控制器的输出变量，将模糊控制和PID控制结合起来形成模糊自适应PID实现相应参数的在线调整。
图2模糊自适应控制器
图 3 模糊自适应仿真框图
图4 模糊控制器封装图
图5 模糊PID相应仿真曲线
在图3、图4、图5仿真调试的过程中，传统PID控制算法存在过渡过程时间与超调量之间的矛盾，若要超调量小则过渡时间增长，如果要求过渡过程快则必然出现较大的超调二者难以两全。而模糊自适应PID控制算法过渡过程的快慢几乎与超调无关，因而可以方便灵活的改变参数，以最快速度无超调(或很小的超调)进入稳态。从常规PID和模糊自适应PID控制的阶跃响应对比曲线中可以看出，系统在阶跃信号的激励下模糊自适应PID控制系统超调量要小的多，响应速度快，稳态误差小，具有更好的动态和稳态性能。仿真说明采用模糊自适应PID方法控制配料系统是合理有效的具有较高的可行性。
模糊PID控制的 PLC实现
程序设计流程图
在设计中，我们使用了OMRON公司的 CP1H-XA40DR-A型号的PLC。利用A/D模块将输入量采集到 PLC 中，利用D/A 模块实现执行元件的输出，模糊控制算发流程图如图6所示。
图 6 模糊控制算法流程图
首先把量化因子置入PLC的保持继电器中，其次将采样进来的输入量送入PLC的DM区，做限幅量化后再根据其对应的输入模糊论域中的相应元素，查模糊控制查询表，求出模糊输出量，诚意输出量化因子之后便得实际输出量，经D/A输出进行控制。[4]
模糊控制查询表查询程序设计
在图6中，最重要的一步就是模糊控制表查询，须经过模糊推理与逆模糊化运算得到一个13× 13的二维矩阵。在表1的一个模糊控制查询表的实例中，矩阵元素Ui（论域范围为-7～7）是输出控制量U的量化值，其由e、ec的输入量论域元素确定。
表1
将查询表元素逐行一次存储在PLC的保持继电器D2000～D2168中。
查询程序设计利用变址寄存器V，采用“基址+偏移地址”的寻址方法控制。假如e、ec的论域元素分别为M、N，则输出控制量u的位置为：表的首地址+13(M+6)+(N+6)。对应的梯形图如图7。[5]
图 7 查表程序梯形图
4. 结束语
本文通过简要介绍混凝土配料系统生产过程的原理，以及在该系统下经过编程,将模糊PID的程序设计方法在PLC上得到实现，满足控制系统时变、非线性的条件下，充分利用了PLC 控制系统可靠性高、 抗干扰能力强的特点,又通过PID提高了控制系统的智能化程度, 具有成本低、 控制效果好的优点, 其应用前景广阔。
参考文献：
[1] 孙江, 齐向东. 基于PLC模糊控制调速系统的研究[J].华电技术，2009(31):22-25.
[2] 郭宗仁等编著.可编程序控制器及其通信网络技术.人民邮电出版社，1999.
[3] 闻新, 周露, 李翔等. MATLAB神经网络仿真及应用[M]. 北京：科学出版社, 2003: 147-160.
[4] 王志凯,郭宗仁,李琰．用PLC实现模糊控制的两种程序设计方法[J].工业控制计算机，2002年第15 卷第2期.
[5] 龙迎春．基于 PLC的模糊控制器的设计[J]. 微计算机信息，2006年第22 卷第4-1期.
[6] L.Wang,W.Du, H.Wang,H.Wu. Fuzzy self-tuning PID Control of the Operation Temperatures in a Two-staged Membrane Separation Process[J]. Journal of Natural Gas Chemistry, 2008, (17):409-414.
智能混凝土范文第4篇
关键词： 智能；耐热；混凝土
前言
核能发电虽然已使用了约60年,但只在某些国家才得到了足够的重视。核能发电会产生大量含有放射性物质的乏燃料，这些放射性核燃料通过自然衰变释放出大量热能，可能导致普通水泥混凝土容器受高温作用（最高达1000℃以上）而严重破裂和泄漏，从而造成重大安全事故。因此，研制出一种耐热混凝土来存放此核燃料是非常有必要的。
但是，仅仅是耐热还不能够满足要求。为了防止重大工程结构发生突然破坏，除了耐热，该混凝土最好要有智能的特点，其智能体现在利用表面粘贴的或植入的压电片产生兰姆波，并采集反射波，据此判定结构的损伤程度。
据上分析，在高达1000℃以上高温环境的作用下，普通混凝土会在无预警或预报条件下发生解体破坏，很容易导致核安全事故的发生。因此，研究一种具有智能自感知特性、可长期耐高温的新型混凝土材料是非常有必要的。
1、研究意义
人们早已意识到不可再生资源总有一天会日渐耗竭，随着紧缺的石油资源问题日益突出，国际油价持续攀升，各国对能源资源安全关注程度也随之普遍上升。维护国家能源安全是当今世界各国面临的重大课题，无论是发达国家，还是发展中国家都将保障能源安全作为国家能源战略的首要目标。因此，能源安全是当前世界各国面临的重大课题，而和平利用核能发电是缓和能源危机的一种经济有效的措施，在许多国家已得到大力发展和重视。从全球范围来看，目前世界电力供应的13%～15％来自核电。世界上的主要消费能源大国对核能的依赖程度更高。各国核电占本国总电力的比例分别为：法国77%、韩国38%、德国32%、日本30%、美国20%、英国20%、俄罗斯16%。相比而言，中国核电在电力结构中比重小很多，据网上资料报道，截止2011年3月，中国共有13台投入运行，装机容量仅占全国电力装机总容量的1.8%左右。根据我国《核电中长期发展规划》，到2020年，我国核电运行装机容量争取达到4000万千瓦；到2050年，根据不同部门的估算，中国核电装机容量可以分为高中低三种方案：高方案为3.6亿千瓦（约占电力总装机容量的30%），中方案为2.4亿千瓦（约占电力总装机容量的20%），低方案为1.2亿千瓦（约占电力总装机容量的10%）。2011年日本福岛核电站事故的发生，引发全球对核能安全的高度关切，在欧洲掀起反核热浪，德国、法国、意大利等国爆发反核示威游行。多个国家核电发展计划紧急刹车，德国宣布关闭七座1980年以前投入运营的核电站，并暂停延长核电站运营期限计划，瑞士、韩国、印度和中国等都决定重审本国的核电发展计划。但是美、法、英等国都已相继明确表态，不会因为核事故的发生而放弃发展核能。根据联合国环境规划署的《2010全球可持续能源投资趋势》：2009年可再生能源发电约占全球发电总量18%，其中水电占了15%，风能、太阳能、生物质能等发电量加起来仅占全球总发电量的3%。在中国，2009年煤电占电力总装机容量的75%，水电装机约占22.5%，风电、太阳能、生物质能等发电所占比例不足1%。各种可再生能源的发展都有局限性，尚无法在电力结构中替代核能的地位。因此，核能发电仍是未来世界新能源发展的重要方向之一。
但是，核能在发电的同时，会伴随产生大量的核废料或乏燃料。这些核废料是强放射性物质，会严重危害人类的生存和健康。据报道，一座100万千瓦的核电站一年能产生几十吨放射性废料，这些核废料加工处理后将产生4立方米高辐射核废料、20立方米中辐射核废料、140立方米低辐射核废料和200立方米非辐射核废料。按照国家能源局规划，2020年我国核电总装机容量将超过5000万千瓦（新浪），每年产生的核乏燃料将达3000余吨。
2、国内外研究现状
（1）新型耐高温混凝土材料
2008年，“5.12”汶川地震发生后，我国存放的核废料面临严峻形势。因此，彭士禄院士了解了国内在这方面已经开展的工作，而且还重点调研了美国的核废料水泥固化的进展。上世纪九十年代初，以美国阿贡国家实验室为代表成功开发了一种处理核废料的化学固结磷酸盐陶瓷材料（Chemically bonded phosphate ceramic，CBPC)，这一发明在1996年被称为世界上100项最伟大发明之一。
智能混凝土范文第5篇
关键词：高性能混凝土外观质量
中图分类号： TU37 文献标识码： A 文章编号：
高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土，广泛使用在高铁施工中。然而大多数人对高性能混凝土了解甚少，就会导至在施工过程中出现一些构造物的外观质量差。下面我以桥梁、涵洞施工实际应用为例就高性能混凝土在施工过程中容易出现的的一些问题及如何防范作简要说明。
一、影响高性能混凝土外观质量原因分析
1、高性能混凝土配合比不佳。高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比，选用优质原材料，且必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂，与普通混凝土相比还是有很大的差别。如果不安配合比施工就会影响混凝土的强度。
2、高性能混凝土出盘至入模的时间长。
2.1运输时间长，在运输过程中，需要有合理的时间限制，对于高性能砼运输距离长短必须有针对性的选择运输工具，在高性能砼运达浇筑地点前不宜超过初凝的时间，同时还要避免日光暴晒、淋雨潮湿以及较为寒冷的气候对高性能砼的影响。
2.2混凝土运达浇筑点，错过了最佳的浇筑时间。当现场出现某种原因导致混凝土不能浇筑时，现场技术员与搅拌站沟通不及时，混凝土还是陆续运至现场，导致混凝土在现场等待时间过长。
高性能混凝土出盘至入模的时间长都会造成离析、渗漏、泌水、及塌落度损失过多等现象，这些问题都可能对高性能砼造成质量影响，从而影响到结构物的外观。
3、高性能混凝土按普通混凝土的要求施工。首先作业人员不了解什么是高性能混凝土，其次在施工前没有进行培训，最后还是按照以往的经验施工。通常来讲，作业人员要充分掌握高性能混凝土的施工规范要求，在对混凝土实施搅拌之前，有必要根据现场情况将此前的试验配合比转化为现场配合比，经过一定实践论证，得出符合工程要求的配比方案，并且要保证每一道搅拌工序用料严格循序配比计量进行。但目前许多施工方没有按照规范时间搅拌，采用的是一般性搅拌机，对搅拌时间控制能力低，既没有发挥出高性能混凝土的应有效果，也没有让各种组合材料拌成颜色统一的状态。高性能混凝土在要将坍落度控制在设计范围内，统一水泥标号、粗细骨料以及掺合料的用量，并且保证混凝土性质稳定、稠度相同，这一点与普通混凝土的施工搅拌要求完全不同。
4、模板接缝不平整、不严密，表面粗糙或者粘附着物料残渣，接缝和表面的杂物没有即时被清理，导致拆模时高性能混凝土的表面出现坏裂。模板不够湿润, 表层混凝土水分蒸发, 致使模板下的混凝土干燥，缝不严, 局部漏浆;模板隔离剂涂刷不匀, 或局部漏刷、或失效, 导致混凝土表面与模板粘结造成麻面;由于排气困难且截面上钢筋密集, 振捣棒受限, 振捣困难而造成混凝土振捣不足, 气泡未完全排出, 部分气泡残留在混凝土与模板之间形成麻点。
5、管理人员对外观质量意识差，责任心不强，对高性能混凝土施工工艺不熟悉，从而无法指导作业人员。
二、改进高性能混凝土外观质量的几点措施
针对影响桥、涵砼外观质量的主要原因，制订出详细的应对措施，并明确对策实施时间、责任人、检查人、完成期限、实现目标等，保证对策实施到位。
1、对项目部管理人员进行外观质量思想意识培训教育，通过按时按质量完成进行奖罚来增强管理人员的责任心。
2、对作业人员进行振捣技术和质量意识培训教育，弃用小功率振捣器更换为大功率振捣器。
3、技术交底到作业人员，每人一册，并组织学习，主动与作业人员沟通，让作业人员自觉按标准作业施工。
4、监理与技术员在拌合站与现场对高性能砼的塌落度进行双控。加强现场与搅拌站之间的沟通，保证混凝土质量。
5、在涵洞施工中，使用强度好的木模和光滑高的粗方条立模，有可拆卸拉杆进行加固，做到横平竖直，在基础底预埋钢筋控制墙身斜面浮模，一次成模分次跳打。沉降缝用3cm的浸制松木板隔开。拉杆采用12MM圆钢，塑料管采用16PVC管，钢筋穿进PVC管，确保打完混凝土能把钢筋取出。拉杆间距50*50cm，每块墙板的竖向第一排拉杆距沉降板15cm。横向第一排拉杆距基础混凝土面25cm，在距基础混凝土下10cm穿一排钢筋头，用铁线把第一排钢管与钢筋头绑住，确保斜面不浮模。模板内部要用方条支撑保证墙身的尺寸。拉杆的扣子一定要卡到钢管上，斜边上的钢管不在一个垂直面，为保证拉杆受力平衡，在上面的钢管塞小方条，保证上、下两根钢管在同一垂直面。
6、严格控制原材料，只有加强原材料控制，高性能混凝外观质量才能得到有效保证。材料采购必须安排专人进行事前调查，充分掌握当前材料市场信息，一定要与正规厂家或经销商合作，不能为控制成本而降低材料标准，合作厂家必须出具相关产品经营许可以及材料合格证，采购人员要货比三家，择优而选。项目组要为原材料提供良好的运输和管理，在运输和储存环节严把质量，避免材料到手后出现破损。项目启动后，涉及到混凝土施工的环节，配比一定要符合施工技术设计，遵循正确规格进行配比，相关配套检测工作要落实到位，检查操作人员搅拌是否均匀，因为这些都是影响混凝土施工质量的关键点，如果混凝土配比及其它环节出现疑问，要及时与技术人员沟通，第一时间获得指导意见，操作人员不能盲目行动，尤其不可以胡乱加水。
7、混凝土配比控制。混凝土配比需要严格符合项目实际需求，混凝土在不同施工项目里的配比会有所变化，因为它是由多种原材料按照科学比例形成的混合体，由此可见，配比也会对混凝土质量产生重要影响，主要有三个要素需要加以控制：单位用水量、砂率、水灰比，这三要素运用得当，高效混凝土才会发挥出真正效用，如果控制失调，那么混凝土质量则会大大降低。混凝土配比控制要按照一定规律，在符合混凝土施工需求的基础上，以粗骨料规格来判断混凝土单位水量；在符合混凝土强度和耐久性的情况下，决定混凝土水灰比，利用黄砂填充石子之间的缝隙。
8、建立混凝土养护制度。对于高性能混凝土，各单位都有相关操作标准，本文所分析的这些导致外观不理想的原因，都在于施工过程没有按照标准执行，只要严格遵守各环节技术要求，那么外观质量的确保并非是难题。养护工作要紧随其后，因为许多建筑企业不注重混凝土养护，成型后便放在一旁，等待项目进展到需要混凝土的施工环节，然后一蹴而就，结束后才发现墙体开裂、漏筋，实际上原因在于养护工作不到位，建立合理的高性能混凝土养护，能够避免许多外观质量问题。
9、约束内力与结构刚度的关系外荷载作用下结构的内力只与荷载及结构几何尺寸有关，但在变形作用条件下，结构的约束内力不仅与变形作用及结构几何尺寸有关，尚与结构刚度有关，这是约束内力与荷载内力的重要区别。约束力矩不仅与温差和截面高度有关，而且与梁的抗弯刚度成正比，刚度越大，约束力矩越大，这适宜于裂缝出现及扩展阶段，当然应当考虑高效能混凝土的抗弯刚度是变化的，当温差不断增加，混凝土构件进入极限状态时，外观极易出现改变。
结语：
提高应用水平，强化作业培训，是完善高性能混凝土施工的前提保障。在我国目前的高铁项目施工中，人力混凝土浇筑依然占据相当大的比例，由于操作人员对高性能混凝土认知能力弱，所以引发了许多外观上的缺憾，只有掌握各项控制原则，才能让混凝土作业变得科学合理，在外观上符合要求。
参考文献：
[1] 鲍安松. 浅析混凝土外观质量控制技术[J]. 科技创新导报. 2008(13).
