朱紹奇

宿遷學(xué)院建筑工程學(xué)院（223800）

高強(qiáng)再生混凝土強(qiáng)度因素的灰色關(guān)聯(lián)研究

朱紹奇

宿遷學(xué)院建筑工程學(xué)院（223800）

針對水膠比、再生骨料取代率、硅粉摻量及粉煤灰摻量，對高強(qiáng)再生混凝土抗壓強(qiáng)度影響的計算結(jié)果，研究影響高強(qiáng)再生混凝土強(qiáng)度的主要因素，以便更好地指導(dǎo)再生混凝土設(shè)計、施工等。以達(dá)到預(yù)期效果。

高強(qiáng)再生混凝土；強(qiáng)度因素；灰色關(guān)聯(lián)；關(guān)聯(lián)度

為緩解廢棄混凝土帶來的環(huán)境危機(jī)和混凝土骨料需求的資源危機(jī)，廢棄混凝土的再生利用成為必然趨勢。將再生骨料作為部分或全部骨料代替天然骨料配制的混凝土即為再生混凝土［1］。

1　灰色關(guān)聯(lián)分析法的基本原理

灰色關(guān)聯(lián)分析法是以系統(tǒng)中各因素的樣本數(shù)據(jù)為依據(jù)，用灰色關(guān)聯(lián)度來描述因素間關(guān)系的強(qiáng)弱、大小和次序。若樣本數(shù)據(jù)反映出的兩因素變化的態(tài)勢基本一致或相似，則可以認(rèn)為它們之間的關(guān)聯(lián)程度較大；反之，關(guān)聯(lián)程度較小?；诖?，可以用來判定系統(tǒng)中，哪些因素是主要因素和次要因素，從而為方案的實(shí)施、控制提供依據(jù)［2］。

灰色關(guān)聯(lián)度大小直接反映系統(tǒng)中各因素對目標(biāo)值的影響程度。首先要選準(zhǔn)系統(tǒng)參考序列（即母序列）X0（k），其次要明確系統(tǒng)的比較序列（即子序列）Xi（k）。

其中，ζ為分辨系數(shù)，ξ∈（0，1），一般取ζ=0.5。

2　試驗(yàn)及試驗(yàn)結(jié)果的分析、討論

2.1試驗(yàn)及試驗(yàn)結(jié)果

再生骨料為C60原生混凝土經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎、人工篩分和沖洗而得，天然碎石（NA）選用徐州睢寧產(chǎn)碎石，再生骨料和天然碎石的粒徑均為5～31.5mm，級配良好，再生骨料與天然碎石的性能見表1。細(xì)骨料全部選用河砂，砂的含水率為4%；水泥為42.5級的普通硅酸鹽水泥，燒失量為2.32%；施工用水為飲用自來水；粉煤灰（FA）采用某電廠生產(chǎn)的Ⅰ級粉煤灰，細(xì)度為11.2%，燒失量為4.71%；硅粉（SF）采用山東明藍(lán)硅粉材料有限公司生產(chǎn)的92型硅粉，其SiO2的含量為92.58%，燒失量為1.82%；減水劑采用某公司生產(chǎn)的萘系高效減水劑（FDN）?？箟簭?qiáng)度測試的試塊尺寸為100mm×100mm×100 mm，共計60組，力學(xué)性能按照GB/T50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行測試。測試因素設(shè)定：水膠比W/C、再生骨料取代率RA（%）、硅粉摻量SF（%）、粉煤灰摻量FA（%），分別用于測試7d、28d、90d立方體抗壓強(qiáng)度。有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果如表2所示（試驗(yàn)結(jié)果已乘相應(yīng)的換算系數(shù)）。

表1　再生骨料與天然碎石的性能

2.2試驗(yàn)結(jié)果的無綱量處理

如表3所示。

2.3試驗(yàn)結(jié)果的關(guān)聯(lián)分析及討論

利用灰色關(guān)聯(lián)法分析水膠比、再生骨料取代率、硅粉摻量及粉煤灰摻量對高強(qiáng)再生混凝土強(qiáng)度的影響程度。將7d、28d、90d強(qiáng)度作為參考序列，水膠比、再生骨料取代率、硅粉摻量及粉煤灰摻量對高強(qiáng)再生混凝土的抗壓強(qiáng)度灰色關(guān)聯(lián)度計算結(jié)果見表4。

由表4可知，上述各因素對高強(qiáng)再生混凝土的7d、28d及90d的抗壓強(qiáng)度影響程度依次是水膠比、再生骨料取代率、硅粉摻量及粉煤灰摻量，即水膠比和再生骨料取代率是影響高強(qiáng)再生混凝土抗壓強(qiáng)度的主要因素，粉煤灰摻量相對而言影響程度較低。除粉煤灰摻量的關(guān)聯(lián)度小于0.6外，其余因素的關(guān)聯(lián)度均大于0.6，并且關(guān)聯(lián)度比較接近。這說明高強(qiáng)再生混凝土強(qiáng)度并非受個別因素的影響，而是眾多因素共同密切作用的結(jié)果。

表2　試驗(yàn)及試驗(yàn)結(jié)果

表3　試驗(yàn)參數(shù)及試驗(yàn)結(jié)果無綱量處理

表4　水灰比、再生骨料取代率、硅粉摻量及粉煤灰摻量對高強(qiáng)再生混凝土的抗壓強(qiáng)度關(guān)聯(lián)度計算結(jié)果

水膠比對高強(qiáng)再生混凝土早期強(qiáng)度的影響程度變化較大，而到后期影響程度基本不變，這是因?yàn)樗z比的高低會影響水泥濃度的高低，當(dāng)水泥濃度較高時，水泥顆粒相互間緊密靠近，水化反應(yīng)產(chǎn)生的膠體可以迅速形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而導(dǎo)致較高的早期強(qiáng)度［3］。再生骨料取代率、硅粉摻量等因素隨混凝土齡期增長，對抗壓強(qiáng)度影響程度變化極小。

3　結(jié)語

水膠比、再生骨料取代率、硅粉摻量及粉煤灰摻量等因素與高強(qiáng)再生混凝土抗壓強(qiáng)度具有一定的相關(guān)性，與7d、28d、90d抗壓強(qiáng)度的關(guān)聯(lián)度大小排序非常一致，排序均為水膠比＞再生骨料取代率＞硅粉摻量＞粉煤灰摻量，相互之間的關(guān)聯(lián)度比較接近，說明高強(qiáng)再生混凝土強(qiáng)度是受多因素影響。

水膠比對高強(qiáng)再生混凝土早期強(qiáng)度的影響程度變化較大，而到后期影響程度變化很??；再生骨料取代率、硅粉摻量等因素隨混凝土齡期增長，對抗壓強(qiáng)度影響程度變化極小。在實(shí)際工程應(yīng)用中，如需要對高強(qiáng)再生混凝土獲得較高的早期強(qiáng)度，可以將水膠比作為重點(diǎn)控制的因素。

高強(qiáng)再生混凝土的強(qiáng)度除了與水膠比、再生骨料替代率、硅粉及粉煤灰的摻量等因素有關(guān)外，還與再生混凝土強(qiáng)度及使用情況、再生骨料含水狀態(tài)、再生骨料破碎工藝、骨料級配等因素有關(guān)，并且由各因素共同密切作用的結(jié)果，作用機(jī)理復(fù)雜，需要在今后的理論研究或工程應(yīng)用中予以全面考慮。

［1］呂智英.混凝土再生骨料的研究動態(tài)與發(fā)展趨勢［J］.混凝土，2010，4：79-82.

［2］劉思峰.灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用［M］.開封：河南大學(xué)出版社，1991.

［3］周薇，柳炳康，等.再生混凝土基本力學(xué)性能試驗(yàn)分析［J］.安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2008，16（6）：4-8.