高強再生混凝土強度因素的灰色關聯研究

朱紹奇

宿遷學院建筑工程學院（223800）

高強再生混凝土強度因素的灰色關聯研究

朱紹奇

宿遷學院建筑工程學院（223800）

針對水膠比、再生骨料取代率、硅粉摻量及粉煤灰摻量，對高強再生混凝土抗壓強度影響的計算結果，研究影響高強再生混凝土強度的主要因素，以便更好地指導再生混凝土設計、施工等。以達到預期效果。

高強再生混凝土；強度因素；灰色關聯；關聯度

為緩解廢棄混凝土帶來的環境危機和混凝土骨料需求的資源危機，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　灰色關聯分析法的基本原理

灰色關聯分析法是以系統中各因素的樣本數據為依據，用灰色關聯度來描述因素間關系的強弱、大小和次序。若樣本數據反映出的兩因素變化的態勢基本一致或相似，則可以認為它們之間的關聯程度較大；反之，關聯程度較小。基于此，可以用來判定系統中，哪些因素是主要因素和次要因素，從而為方案的實施、控制提供依據［2］。

灰色關聯度大小直接反映系統中各因素對目標值的影響程度。首先要選準系統參考序列（即母序列）X0（k），其次要明確系統的比較序列（即子序列）Xi（k）。

其中，ζ為分辨系數，ξ∈（0，1），一般取ζ=0.5。

2　試驗及試驗結果的分析、討論

2.1試驗及試驗結果

再生骨料為C60原生混凝土經顎式破碎機破碎、人工篩分和沖洗而得，天然碎石（NA）選用徐州睢寧產碎石，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）采用某電廠生產的Ⅰ級粉煤灰，細度為11.2%，燒失量為4.71%；硅粉（SF）采用山東明藍硅粉材料有限公司生產的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的萘系高效減水劑（FDN）。抗壓強度測試的試塊尺寸為100mm×100mm×100 mm，共計60組，力學性能按照GB/T50081-2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》進行測試。測試因素設定：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立方體抗壓強度。有關試驗結果如表2所示（試驗結果已乘相應的換算系數）。

表1　再生骨料與天然碎石的性能

2.2試驗結果的無綱量處理

如表3所示。

2.3試驗結果的關聯分析及討論

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

由表4可知，上述各因素對高強再生混凝土的7d、28d及90d的抗壓強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再生混凝土抗壓強度的主要因素，粉煤灰摻量相對而言影響程度較低。除粉煤灰摻量的關聯度小于0.6外，其余因素的關聯度均大于0.6，并且關聯度比較接近。這說明高強再生混凝土強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果。

表2　試驗及試驗結果

表3　試驗參數及試驗結果無綱量處理

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再生混凝土的抗壓強度關聯度計算結果

水膠比對高強再生混凝土早期強度的影響程度變化較大，而到后期影響程度基本不變，這是因為水膠比的高低會影響水泥濃度的高低，當水泥濃度較高時，水泥顆粒相互間緊密靠近，水化反應產生的膠體可以迅速形成連續的網絡系統，從而導致較高的早期強度［3］。再生骨料取代率、硅粉摻量等因素隨混凝土齡期增長，對抗壓強度影響程度變化極小。

3　結語

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再生混凝土抗壓強度具有一定的相關性，與7d、28d、90d抗壓強度的關聯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，相互之間的關聯度比較接近，說明高強再生混凝土強度是受多因素影響。

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

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

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

［2］劉思峰.灰色系統理論及其應用［M］.開封：河南大學出版社，1991.

［3］周薇，柳炳康，等.再生混凝土基本力學性能試驗分析［J］.安徽建筑工業學院學報，2008，16（6）：4-8.