高强再生混凝土强度因素的灰色关联研究

朱绍奇

宿迁学院建筑工程学院（223800）

高强再生混凝土强度因素的灰色关联研究

朱绍奇

宿迁学院建筑工程学院（223800）

针对水胶比、再生骨料取代率、硅粉掺量及粉煤灰掺量，对高强再生混凝土抗压强度影响的计算结果，研究影响高强再生混凝土强度的主要因素，以便更好地指导再生混凝土设计、施工等。以达到预期效果。

高强再生混凝土；强度因素；灰色关联；关联度

为缓解废弃混凝土带来的环境危机和混凝土骨料需求的资源危机，废弃混凝土的再生利用成为必然趋势。将再生骨料作为部分或全部骨料代替天然骨料配制的混凝土即为再生混凝土［1］。

1　灰色关联分析法的基本原理

灰色关联分析法是以系统中各因素的样本数据为依据，用灰色关联度来描述因素间关系的强弱、大小和次序。若样本数据反映出的两因素变化的态势基本一致或相似，则可以认为它们之间的关联程度较大；反之，关联程度较小。基于此，可以用来判定系统中，哪些因素是主要因素和次要因素，从而为方案的实施、控制提供依据［2］。

灰色关联度大小直接反映系统中各因素对目标值的影响程度。首先要选准系统参考序列（即母序列）X0（k），其次要明确系统的比较序列（即子序列）Xi（k）。

其中，ζ为分辨系数，ξ∈（0，1），一般取ζ=0.5。

2　试验及试验结果的分析、讨论

2.1试验及试验结果

再生骨料为C60原生混凝土经颚式破碎机破碎、人工筛分和冲洗而得，天然碎石（NA）选用徐州睢宁产碎石，再生骨料和天然碎石的粒径均为5～31.5mm，级配良好，再生骨料与天然碎石的性能见表1。细骨料全部选用河砂，砂的含水率为4%；水泥为42.5级的普通硅酸盐水泥，烧失量为2.32%；施工用水为饮用自来水；粉煤灰（FA）采用某电厂生产的Ⅰ级粉煤灰，细度为11.2%，烧失量为4.71%；硅粉（SF）采用山东明蓝硅粉材料有限公司生产的92型硅粉，其SiO2的含量为92.58%，烧失量为1.82%；减水剂采用某公司生产的萘系高效减水剂（FDN）。抗压强度测试的试块尺寸为100mm×100mm×100 mm，共计60组，力学性能按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行测试。测试因素设定：水胶比W/C、再生骨料取代率RA（%）、硅粉掺量SF（%）、粉煤灰掺量FA（%），分别用于测试7d、28d、90d立方体抗压强度。有关试验结果如表2所示（试验结果已乘相应的换算系数）。

表1　再生骨料与天然碎石的性能

2.2试验结果的无纲量处理

如表3所示。

2.3试验结果的关联分析及讨论

利用灰色关联法分析水胶比、再生骨料取代率、硅粉掺量及粉煤灰掺量对高强再生混凝土强度的影响程度。将7d、28d、90d强度作为参考序列，水胶比、再生骨料取代率、硅粉掺量及粉煤灰掺量对高强再生混凝土的抗压强度灰色关联度计算结果见表4。

由表4可知，上述各因素对高强再生混凝土的7d、28d及90d的抗压强度影响程度依次是水胶比、再生骨料取代率、硅粉掺量及粉煤灰掺量，即水胶比和再生骨料取代率是影响高强再生混凝土抗压强度的主要因素，粉煤灰掺量相对而言影响程度较低。除粉煤灰掺量的关联度小于0.6外，其余因素的关联度均大于0.6，并且关联度比较接近。这说明高强再生混凝土强度并非受个别因素的影响，而是众多因素共同密切作用的结果。

表2　试验及试验结果

表3　试验参数及试验结果无纲量处理

表4　水灰比、再生骨料取代率、硅粉掺量及粉煤灰掺量对高强再生混凝土的抗压强度关联度计算结果

水胶比对高强再生混凝土早期强度的影响程度变化较大，而到后期影响程度基本不变，这是因为水胶比的高低会影响水泥浓度的高低，当水泥浓度较高时，水泥颗粒相互间紧密靠近，水化反应产生的胶体可以迅速形成连续的网络系统，从而导致较高的早期强度［3］。再生骨料取代率、硅粉掺量等因素随混凝土龄期增长，对抗压强度影响程度变化极小。

3　结语

水胶比、再生骨料取代率、硅粉掺量及粉煤灰掺量等因素与高强再生混凝土抗压强度具有一定的相关性，与7d、28d、90d抗压强度的关联度大小排序非常一致，排序均为水胶比＞再生骨料取代率＞硅粉掺量＞粉煤灰掺量，相互之间的关联度比较接近，说明高强再生混凝土强度是受多因素影响。

水胶比对高强再生混凝土早期强度的影响程度变化较大，而到后期影响程度变化很小；再生骨料取代率、硅粉掺量等因素随混凝土龄期增长，对抗压强度影响程度变化极小。在实际工程应用中，如需要对高强再生混凝土获得较高的早期强度，可以将水胶比作为重点控制的因素。

高强再生混凝土的强度除了与水胶比、再生骨料替代率、硅粉及粉煤灰的掺量等因素有关外，还与再生混凝土强度及使用情况、再生骨料含水状态、再生骨料破碎工艺、骨料级配等因素有关，并且由各因素共同密切作用的结果，作用机理复杂，需要在今后的理论研究或工程应用中予以全面考虑。

［1］吕智英.混凝土再生骨料的研究动态与发展趋势［J］.混凝土，2010，4：79-82.

［2］刘思峰.灰色系统理论及其应用［M］.开封：河南大学出版社，1991.

［3］周薇，柳炳康，等.再生混凝土基本力学性能试验分析［J］.安徽建筑工业学院学报，2008，16（6）：4-8.