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泵送混凝土灰水比與不同齡期強度的回歸分析探討

2005-08-24 00:00

摘要：本文通過大量試驗，對泵送混凝土灰水比與混凝土7d強度及28d強度之間的關系，以及混凝土7d 強度與28d強度之間的關系進行了回歸分析，為混凝土攪拌站混凝土配合比設計優化及對產品質量的控制提供了參考。

關鍵詞：泵送混凝土，灰水比，強度，回歸分析

1引言

通過對泵送混凝土灰水比的控制，在確保強度以及混凝土工作性能的前提下，盡可能優化混凝土配合比，減少膠凝材料用量，降低混凝土的生產成本，已經受到商品混凝土生產企業的廣泛關注。

對于混凝土灰水比與強度之間的關系已經有人做過一些探討，但針對不同水泥兩者之間準確的關系尚未有人深入研究。Hummel根據試驗結果認為，齡期從3d到2個月之內，其強度和齡期的對數關系可近似看成直線關系，提出經驗公式R_n/R₂₈=lnn/ln28，n≥3d。并根據上式利用混凝土的早期強度估算混凝土的28d強度。許多混凝土工作者在實際工作中也經常采用該方法來估算28d強度。但由于影響混凝土強度的因素很多，該公式只能作為參考，在很多情況下估算結果與實際強度相差很大。為此，作者進行了大量的試驗，對混凝土的灰水比與其不同齡期強度之間的關系，尤其是混凝土7d強度及28d 強度之間的關系進行了探討。旨在通過回歸分析的方法，在兩者之間建立更為準確的線性關系，為實際工作中商品混凝土的配合比設計優化及質量控制提供一些參考。

2試驗用原材料

⑴ 水泥：使用連云港張海水泥廠的32.5級普通硅酸鹽水泥、山東上聯水泥有限公司生產的32.5級和42.5級普通硅酸鹽水泥。水泥實測強度值分別為40.3Mpa、40.2MPa和52.3Mpa。

⑵ 砂：使用山東郯城產河砂，細度模數為2.8，Ⅱ區中砂，含泥量1.5%，泥塊含量0.5%。

⑶ 石子：采用連云港富源采石廠產碎石，5～31.5㎜連續級配，壓碎指標值7.3%，針片狀含量8.6%，含泥量0.5%，泥塊含量0.1%。

⑷ 外加劑：選用南京水利科學研究院瑞迪高新技術公司生產的HLC-NAF2高效泵送劑。

3 混凝土配合比設計

混凝土配合比設計依據JGJ55～2000，試驗選取的混凝土強度等級為C20～C50。首先在混凝土配合比設計時根據鮑羅米公式進行計算，再根據所設計的配合比進行試配并測出7d和20d 的抗壓強度。對強度結果進行線性回歸分析，得出回歸方程和相關系數r。實際生產中根據回歸方程對混凝土生產進行配合比設計。

分別使用張海P.O32.5、上聯P.O32.5和上聯P.O42.5水泥配制強度等級為C20～C50的混凝土#控制混凝土初始坍落度為180㎜±30㎜。每個灰水比點成型6組試塊，試模尺寸為150㎜×150㎜×150㎜。假定混凝土容重為2400㎏/m³，試驗所用的混凝土配合比如表1所示。

4 試驗結果及數據分析

⑴ 混凝土灰水比與不同齡期強度之間的關系

根據以上所選原材料及混凝土配合比，在標準條件下進行試驗。采用最小二乘法建立回歸公式，對每一種水泥分別建立混凝土強度關系式R_a=a×(C/W)+b。分別對7d 強度R₇與灰水比C/W之間的關系進行回歸分析，求出系數a，b以及相關系數r。使用三種不同水泥配制的不同強度等級的混凝土的強度試驗值R₇_試與R₂₈_試，根據回歸分析計算而得到的強度回歸值R₇_回與R₂₈_回見表2。

由表2結果可見，應用最小二乘法建立的線性回歸方程R_a=a×(C/W)+b強度及28d強度的回歸值均接近試驗值，其相關系數r值均大于顯著線性相關所要求的0.85，模擬公式的相關性良好。因此根據以上方法建立的灰水比與混凝土強度之間的關系式較為準確可靠。

表1 不同水泥及強度等級的混凝土配合比

⑵ 混凝土7d強度與28d強度之間的關系

使用不同水泥、不同強度等級的混凝土28d強度試驗值R₂₈_試，根據7d強度R7_試通過回歸方法計算值R₂₈_回，與根據Hummel的經驗公式R_n/R₂₈=lnn/ln28（n≥3d）計算值R₂₈_經，以及R₂₈_回和R₂₈_經分別與R₂₈_試的相對誤差見表3。由表中結果可見，根據回歸分析得到的R₂₈_回與R₂₈_試的相對誤差均比較小，最大不超過9.2%。而根據經驗公式得到的R₂₈_經與R₂₈_試的相對誤差相對較大，在17.1%～43.4 之間。根據表結果繪制R₇-R₂₈強度曲線，見圖1～圖3。由表3及圖1～圖3均可以看出，根據上述回歸方法擬合的曲線，比根據經驗公式得到的曲線要更接近于實際曲線。也就表明，在針對具體原材料及混凝土配合比時，由回歸分析方法得到的公式比經驗公式在根據7D強度估算28D強度時更為準確，也更有實際指導意義。

5 結束語

本文通過大量不同灰水比的泵送混凝土試驗，并對試驗結果利用線性回歸的方法進行分析，初步得出了灰水比與混凝土7d強度及28d強度之間的關系。并用線性回歸的方法得到了比用經驗公式R_n/R₂₈=lnn/ln28（n≥3d），更為準確的方法來根據混凝土7d強度估算28d強度的公式。為混凝土攪拌站在實際生產過程中進行混凝土配合比設計，以及控制商品混凝土的質量提供了一定的參考依據。