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        不同試驗(yàn)方法檢測(cè)人工砂石粉含量的差異分析

        2022-10-21 09:43:00張建民呂江明彭勃薦張濤彭習(xí)川
        工程建設(shè)與設(shè)計(jì) 2022年18期
        關(guān)鍵詞:混凝土檢測(cè)

        張建民,呂江明,彭勃薦,張濤,彭習(xí)川

        (1.長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司,武漢 430010;2.云南省滇中引水工程有限公司,昆明 650000)

        1 研究背景

        云南省瀾滄江烏弄龍工程采用的砂石骨料為干法生產(chǎn)的人工骨料。DL/T 5151—2014《水工混凝土砂石骨料試驗(yàn)規(guī)程》[1](以下簡(jiǎn)稱(chēng)DL/T 5151—2014)于2014年8月1日正式實(shí)施。DL/T 5151—2001《水工混凝土砂石骨料試驗(yàn)規(guī)程》[2](以下簡(jiǎn)稱(chēng)DL/T 5151—2001)中人工砂石粉含量是通過(guò)檢測(cè)人工砂細(xì)度模數(shù)后取得(簡(jiǎn)稱(chēng)干篩法),DL/T 5151—2014中明確人工砂石粉含量采用水洗法進(jìn)行檢測(cè)(簡(jiǎn)稱(chēng)洗篩法),由于新舊規(guī)程對(duì)人工砂石粉含量檢測(cè)方法的差異,導(dǎo)致洗篩法石粉含量檢測(cè)結(jié)果大部分超出設(shè)計(jì)及規(guī)范要求,而烏弄龍水電站工程倮打塘砂石加工系統(tǒng)建成投產(chǎn)是在新規(guī)程實(shí)施之前,其生產(chǎn)按舊規(guī)程進(jìn)行工藝及質(zhì)量控制。

        本文就新舊規(guī)程采用的兩種石粉含量的檢測(cè)方法的試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,其中,常態(tài)砂總樣本數(shù)量為756組,碾壓砂總樣本數(shù)量為125組,并通過(guò)分析比較得出適用于烏弄龍工程的常態(tài)砂石粉含量按18%~22%控制,碾壓砂石粉含量按20%~24%的控制范圍,大壩鉆孔取芯獲得25.9 m碾壓混凝土超級(jí)芯樣已經(jīng)證明,提高人工砂石粉含量有利于提高混凝土性能。

        2 常態(tài)砂分析比對(duì)

        2.1 試驗(yàn)結(jié)果描述統(tǒng)計(jì)分析

        采用兩種試驗(yàn)方法檢測(cè)人工砂石粉含量和微粒含量,總樣本數(shù)量為756組,采用直方圖、正態(tài)分布檢驗(yàn)P-P圖及雅克-貝拉正態(tài)檢驗(yàn),干篩法檢測(cè)石粉含量為11.1%~22.1%,平均值16.2%,極差11.0%,按DL/T 5144—2001《水工混凝土施工規(guī)范》評(píng)定,合格率為88.2%;洗篩法檢測(cè)石粉含量為15.8%~24.9%,平均值20.7%,極差9.1%,按DL/T 5144—2015《水工混凝土施工規(guī)范》評(píng)定,合格率僅4.2%;干篩法檢測(cè)石粉含量為13%~19%,出現(xiàn)頻率為92.7%,包含概率為0.05時(shí)通過(guò)雅克-貝拉正態(tài)檢驗(yàn),P-P圖整體線性關(guān)系較好,呈平峰對(duì)稱(chēng)正態(tài)分布。

        洗篩法與干篩法檢測(cè)石粉含量差值為0.5%~9.5%,平均值4.5%,極差9.0%,洗篩法檢測(cè)微粒含量為13.1%~19.7%,平均值17.0%,極差6.6%。洗篩法檢測(cè)石粉含量比干篩法檢測(cè)石粉含量平均增加4.5%。干篩法檢測(cè)石粉含量的結(jié)果波動(dòng)較洗篩法大。洗篩法檢測(cè)石粉含量為18%~23%,出現(xiàn)頻率為95.0%,包含概率為0.05時(shí)未通過(guò)雅克-貝拉正態(tài)檢驗(yàn),但P-P圖除端部外線性關(guān)系較好,接近正態(tài)分布,呈尖峰左偏。

        洗篩法與干篩法檢測(cè)石粉含量差值為2%~7%,出現(xiàn)頻率為92.5%。包含概率為0.05時(shí)未通過(guò)雅克-貝拉正態(tài)檢驗(yàn),P-P圖線性關(guān)系較差,分布呈尖峰右偏。

        洗篩法檢測(cè)微粒含量為15%~19%,出現(xiàn)頻率為93.9%,包含概率為0.05時(shí)通過(guò)雅克-貝拉正態(tài)檢驗(yàn),呈尖峰左偏正態(tài)分布,P-P圖線性關(guān)系良好。

        2.2 試驗(yàn)結(jié)果線性相關(guān)分析

        干篩法與洗篩法石粉含量相關(guān)系數(shù)R為0.484,處于0.4~0.6,在顯著性水平0.05時(shí)通過(guò)t檢驗(yàn),存在線性相關(guān)關(guān)系。洗篩法石粉含量與洗篩法微粒含量相關(guān)系數(shù)R為0.940,大于0.9,在顯著性水平0.05時(shí)通過(guò)t檢驗(yàn),存在高度顯著線性相關(guān)關(guān)系。干篩法檢測(cè)石粉含量正態(tài)分布Px=90%雙側(cè)對(duì)稱(chēng)區(qū)間為13.4%~19.0%,對(duì)應(yīng)觀測(cè)頻率為91.3%,單側(cè)右分位值為18.4%,對(duì)應(yīng)觀測(cè)頻率為91.4%。洗篩法檢測(cè)石粉含量正態(tài)分布Py=90%雙側(cè)對(duì)稱(chēng)區(qū)間為18.5%~22.9%,對(duì)應(yīng)觀測(cè)頻率為91.1%。單側(cè)右分位值為22.4%,對(duì)應(yīng)觀測(cè)頻率為93.7%。

        干篩法與洗篩法檢測(cè)石粉含量回歸方程為y=0.376 1x+14.622,R2=0.233 8。方程兩邊同減去x,可得到洗篩洗與干篩洗石粉含量差值(y-x)與干篩法石粉含量(x)的線性回歸方程:(y-x)=-0.623 9x+14.622,該方程回歸系數(shù)<0,表明差值隨干篩石粉含量增加而降低。原因?yàn)殡S干篩法檢測(cè)石粉含量的增加,粗粒含量減少,其上附著的細(xì)粒量相應(yīng)減少,所以,洗篩法石粉含量越接近干篩洗石粉含量,同時(shí)可預(yù)見(jiàn)差值存在異方差性,即隨干篩法檢測(cè)石粉含量的增加,差值離散性降彽。

        3 碾壓砂對(duì)比分析

        3.1 試驗(yàn)結(jié)果描述統(tǒng)計(jì)分析

        采用兩種試驗(yàn)方法檢測(cè)人工砂石粉含量和微粒含量,總樣本數(shù)量為125組,采用直方圖、正態(tài)分布檢驗(yàn)P-P圖及雅克-貝拉正態(tài)檢驗(yàn)。干篩法檢測(cè)石粉含量為12.3%~22.7%,平均值18.2%,極差10.4%,按DL/T 5112—2009《水工碾壓混凝土施工規(guī)范》評(píng)定,合格率90.4%;干篩法檢測(cè)石粉含量為15%~21%,出現(xiàn)頻率為94.4%,包含概率為0.05時(shí)未通過(guò)雅克-貝拉正態(tài)檢驗(yàn),P-P圖整體線性關(guān)系一般,接近正態(tài)分布,呈尖峰左偏。

        洗篩法檢測(cè)石粉含量為19.0%~26.2%,平均值21.2%,極差7.2%,按DL/T 5112—2009《水工碾壓混凝土施工規(guī)范》評(píng)定,合格率82.4%;石粉含量為19%~24%,出現(xiàn)頻率為97.6%,包含概率為0.05時(shí)未通過(guò)雅克-貝拉正態(tài)檢驗(yàn),P-P圖整體線性關(guān)系較好,接近正態(tài)分布,呈尖峰右偏。洗篩法與干篩法檢測(cè)石粉含量差值為1%~5%,出現(xiàn)頻率90.4%,其中2%~3%出現(xiàn)頻率高達(dá)59.2%。包含概率為0.05時(shí)未通過(guò)雅克-貝拉正態(tài)檢驗(yàn),P-P圖線性關(guān)系差,分布呈尖鋒右偏。洗篩法檢測(cè)微粒含量為15%~20%,出現(xiàn)頻率為97.2%,包含概率為0.05時(shí)通過(guò)雅克-貝拉正態(tài)檢驗(yàn),呈尖峰右偏正態(tài)分布,但P-P圖線性關(guān)系不足。

        洗篩法與干篩法檢測(cè)石粉含量差值為0.0%~8.6%,平均值3.0%,極差8.6%,洗篩法檢測(cè)微粒含量為15.3%~21.6%,平均值17.5%,極差6.3%,洗篩法檢測(cè)石粉含量比干篩法檢測(cè)石粉含量平均增加3.0%。干篩法檢測(cè)石粉含量的結(jié)果波動(dòng)較洗篩法大。干篩法與洗篩法檢測(cè)石粉含量回歸方程y=0.434 5x+13.326,R2=0.343 5。方程兩邊同減去x,可得到洗篩洗與干篩洗石粉含量差值(y-x)與干篩法石粉含量(x)的線性回歸方程:(y-x)=-0.565 5x+13.326,該回歸方程中截距與斜率與常態(tài)混凝土人工砂回歸方程相差不大。

        3.2 試驗(yàn)結(jié)果線性相關(guān)分析

        干篩法與洗篩法檢測(cè)石粉含量相關(guān)系數(shù)R為0.586,處于0.4~0.6,在顯著性水平0.05時(shí)通過(guò)t檢驗(yàn),存在線性相關(guān)關(guān)系。洗篩法檢測(cè)石粉含量與洗篩法檢測(cè)微粒含量相關(guān)系數(shù)R為0.872,在顯著性水平0.05時(shí)通過(guò)t檢驗(yàn),存在顯著線性相關(guān)關(guān)系。

        干篩法檢測(cè)碾壓砂石粉含量正態(tài)分布Px=90%雙側(cè)對(duì)稱(chēng)區(qū)間為15.6%~20.8%,對(duì)應(yīng)觀測(cè)頻率為91.2%。干篩法檢測(cè)石粉含量正態(tài)分布Px=90%單側(cè)右分位值為20.2%,對(duì)應(yīng)觀測(cè)頻率為95.2%。洗篩法檢測(cè)石粉含量正態(tài)分布Py=90%雙側(cè)對(duì)稱(chēng)區(qū)間為19.3%~23.2%,對(duì)應(yīng)觀測(cè)頻率為92.8%。洗篩法檢測(cè)石粉含量正態(tài)分布Py=90%單側(cè)右分位值為22.7%,對(duì)應(yīng)觀測(cè)頻率為90.4%。洗篩法與干篩法石粉含量差值與干篩法石粉含量的線性回歸方程為:(y-x)=-0.565 5x+13.326,該回歸方程中截距與斜率與常態(tài)混凝土人工砂回歸方程相差不大。

        4 干篩法與洗篩法比較

        常態(tài)砂及碾壓砂石粉含量干篩法與洗篩法的成組數(shù)據(jù)方差及平均值比較檢驗(yàn)結(jié)果表明,在顯著性水平0.05時(shí),兩種方法的試驗(yàn)結(jié)果存在顯著差異,洗篩法精度更高,同時(shí)更能反映真實(shí)結(jié)果,常態(tài)混凝土人工砂石粉含量洗篩法比干篩法平均增加(4.5±0.15)%,碾壓混凝土人工砂石粉含量洗篩法比干篩法平均增加(3.0±0.35)%,見(jiàn)表1和表2。

        表1 洗篩法與干篩法石粉含量方差齊性檢驗(yàn)

        表2 洗篩法與干篩法石粉含量平均值比較檢驗(yàn)

        5 結(jié)論

        通過(guò)試驗(yàn)研究,結(jié)合烏弄龍水電站工程應(yīng)用實(shí)際,本文探討了采用不同試驗(yàn)方法檢測(cè)人工砂石粉含量的差異分析,主要結(jié)論及建議如下:

        1)干篩法和洗篩法檢測(cè)石粉含量、洗篩法檢測(cè)微粒含量總體接近正態(tài)分布,洗篩法檢測(cè)石粉含量標(biāo)準(zhǔn)差及極差均小于干篩法,離散性低于干篩法。兩種方法檢測(cè)結(jié)果存在顯著差異,相對(duì)于干篩法,洗篩法精度更高,也更接近真實(shí)結(jié)果。

        2)干篩法檢測(cè)石粉含量與洗篩法檢測(cè)石粉含量存在一定線性相關(guān)關(guān)系,因此,兩者的差值表現(xiàn)出相對(duì)集中分布的特點(diǎn),微粒含量總體隨石粉含量增加而增加。

        3)常態(tài)砂干篩法石粉含量按10%~18%控制,對(duì)應(yīng)的正態(tài)分布概率為85.6%,觀測(cè)頻率為85.4%??紤]常態(tài)砂洗篩法石粉含量較干篩平均增加4.5%,其石粉含量按15%~23%控制,對(duì)應(yīng)的正態(tài)分布概率為95.8%,觀測(cè)頻率為98.7%。

        4)碾壓砂干篩法石粉含量按16%~22%控制,對(duì)應(yīng)的正態(tài)分布概率為91.1%,觀測(cè)頻率為88.8%??紤]碾壓砂洗篩法石粉含量較干砂平均增加3.0%,其石粉含量按19%~24%控制,對(duì)應(yīng)的正態(tài)分布概率為97.1%,觀測(cè)頻率為99.2%。

        5)人工砂石粉含量及其微粒含量不同程度影響混凝土含水量、含氣量以及凝結(jié)時(shí)間,尤其是對(duì)碾壓混凝土漿砂比PV值影響很大;碾壓混凝土石粉含量的提高,可明顯提高碾壓混凝土的密實(shí)性、抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B性,特別對(duì)提高混凝土抗凍性能、極限拉伸值和降低彈性模量效果明顯。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,烏弄龍水電工程現(xiàn)場(chǎng)混凝土拌和物性能、力學(xué)性能、耐久性能均能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)單位根據(jù)“不同試驗(yàn)方法檢測(cè)人工砂石粉含量的差異分析”結(jié)論,提出的烏弄龍工程常態(tài)砂、碾壓砂控制標(biāo)準(zhǔn)可行,為以后工程規(guī)范修編提供了有力的依據(jù)。

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