[发明专利]一种基于试验设计和组合决策的混凝土配合比设计方法

说明书

本发明是一种基于试验设计和组合决策的改进最佳混凝土配合比设计方法，包括：基于田口正交试验确定混凝土设计需要优化的质量目标、影响因素及影响因素的级别；使用最优最劣组合决策方法，计算第i个质量目标的权重B_i，并对各个权重进行标准化b_i；根据影响因素的数量、以及各个因素的级别来选择合适的田口正交表；根据选择的的田口正交表，进行试验设计；通过试验设计计算每个试验的总权重，每个试验的信噪比；导入到MINITAB软件中实现优化设计。本方法采用田口正交试验与最优最劣组合决策方法，将数据使用MINITAB软件中进行分析，可以对不同的因素、不同质量目标以及权重进行分析，可以得到最佳优化的混凝土配合比设计方案。

技术领域

本发明涉及混凝土配合比设计领域，特别是一种基于试验设计和组合决策的改进最佳混 凝土配合比设计方法。

背景技术

现如今混凝土配合比设计过程中，绝大多数混凝土配合比设计方法在追求高强度、和易 性好等几个关键质量控制目标。但是在混凝土配合比设计中，若干个影响因素对若干个质量 目标有着复杂的影响机理，混凝土拌合过程中不同的因素组合起来会产生各不相同的结果。 因此，对于不同质量目标、不同质量目标需求、尤其是根据使用者对混凝土的不同特征喜好， 现如今的混凝土配合比设计方案显然不能满足最佳设计，即满足不同的质量目标需求，这也 是目前混凝土配合比设计的一大难题。

田口正交试验设计方法是利用正交表来挑选试验条件和安排试验的试验方法，此试验设 计方法是由日本质量管理专家田口教授提出。用田口正交试验设计方法，可以根据每个问题 的因素数量及其对应的级别选择正交数组。其目的是用最少的试验次数来实现各个因素之间 的最佳组合，进来减少优化的时间，通过引入信噪比和稳健来表现受到因素影响的稳定性， 其中信噪比用S/N的值表示，表示某个值附近的方差。但是田口正交试验设计方法不能解 决多目标问题，不能同时优化所有质量目标。

最优最劣组合决策方法，是最早由荷兰学者Rezaei提出的一种多准则决策方法。与其他 多准则决策方法相比：首先，成对比较方法(如AHP)需要进行n²次比较，而最优最劣组合 决策方法只需要进行2n次比较，相比于其他方法数据大大简化；其次，最优最劣组合决策方 法是基于向量计算的方法，其他方法则是基于矩阵计算，同时最优最劣组合决策方法计算过 程只需使用整数，而诸如AHP等方法则会用到分数，因此在计算简便性上最优最劣组合决策 方法更胜一筹；最后，由于比较过程的简化，最优最劣组合决策方法得出的结果均具有很好 的一致性，因此得到的最终结果也更具可靠性。

现有技术中如申请号为CN201610163995.2，专利名称为为“一种基于强度及氯离子渗透 性双指标混凝土配合比设计方法”，其将氯离子渗透性指标作为目标性能参与到配合比设计阶 段，设计出同时满足强度以及氯离子渗透性双指标的混凝土配合比。如申请号为 CN201610113810.7，专利名称为“一种早强自密实混凝土的配合比设计方法”，其将早强和胶 凝材料用量作为指标进行配合比设计。从上可以看出，现有的专利尚没有满足不同的质量目 标需求的混凝土配合比设计方法。

发明内容

1.所要解决的技术问题：

针对上述技术问题，本发明提供一种基于试验设计和组合决策的混凝土配合比设计方法， 本方法能够满足不同的质量目标需求的混凝土配比设计方法。在本方法中，不仅采用田口正 交试验设计，大大减少试验的次数，进而减少配合比优化的时间；还采用最优最劣组合决策 方法，将实验设计得到的所有数据与使用者的需求范围作比较，进而得到每种质量目标的权 重、试验总权重等参数，将这些数据使用MINITAB软件中进行分析，可以对不同的因素、 不同质量目标以及权重进行分析，可以得到最佳优化的混凝土配合比设计方案。实际验证表 明，这些优化后的混凝土配合比设计方案可以满足使用者的需求，混凝土的质量得到了明显 的改善。

2.技术方案：