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基于正交试验方法的生态多孔混凝土配合比优化设计

更新时间:2009-03-28

0 引言

生态城市是这个时代的必然走向,开展绿色生态混凝土的研究对建设生态城市具有重要的意义[1]。生态多孔混凝土介于普通混凝土和耕植土之间,由水泥、单一大粒径粗骨料、矿物掺合料、水、外加剂等为原材料按一定比例经特殊工艺配制而成,其形成的孔隙结构,既利于植被根系生长又能为植被生长所必需的养分提供存储空间[2-5],是一种环保(适合植物生长)的新型材料[6]。目前,生态多孔混凝土主要用于城市人行道、休闲广场、住宅小区的绿化,停车场、屋顶花园、河流、湖泊、水利枢纽等水利工程的生态护坡,高速公路、铁路的边坡绿化等。

20世纪40年代,国外已经开始展开对生态多孔混凝土的研究。英国、美国、韩国、日本等均对多孔混凝土有一定的研究与应用。其中,对多孔混凝土申请专利由日本开始,并开始研究在多孔混凝土上覆土种植植物。学者M.Aamer Rafique Bhutta等[7]对多孔混凝土的性能进行了评价研究,结果表明:多孔混凝土的性能极好。

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国内开展对生态多孔混凝土的研究相对较晚。中国工程院院士吴中伟最早提出绿色混凝土概念,为生态多孔混凝土的研究奠定了基础。21世纪,冯辉荣等[8]以水泥、粗粒径建筑废料(碎石)、耐冲刷营养土、减水剂等为原料研制而成的多孔混凝土,具有良好的耐冲刷、耐践踏性能。至此,国内开始展开对植生型多孔混凝土的配合比及力学性能研究[9],研究发现多孔混凝土的抗压强度随水胶比增大、灰骨比增大及骨料粒径的减小而增强。

综上可知,国内外对生态多孔混凝土配合比设计方法研究甚少,而普通混凝土配合比设计方法对生态多孔混凝土配合比设计并不适用。本文基于正交试验方法对生态多孔混凝土配合比设计的研究,对生态多孔混凝土的应用推广具有重大意义。

2003年,张兰花盈利二万元,那是她来兵团从土地里“刨”到的第一桶“金”。2007年,种植的77亩棉花,经专家测验,皮棉单产达到179.6公斤,张兰花成为了兵团级植棉高产状元。2008年7月2日,她承包的棉田,遭遇了一场罕见的冰雹,原本枝繁叶茂的棉花,瞬间变成光杆“秃头”,惨不忍睹。张兰花擦干眼泪,不等不靠,连续四天用工130多个,把受灾的棉花一棵棵重新扶起,把残枝碎叶打整出来。其他受灾户在她的带动下,积极投入抗灾自救。辛劳的汗水换来了丰收的喜悦,她的77亩承包地获籽棉单产456公斤,个人纯收入六万余元。同条田的其他四个承包户平均籽棉单产均达到400公斤以上。

1 试验

1.1 原材料及性能

胶凝材料:42.5级普通硅酸盐水泥,湖南恒宇建材有限公司生产,各项性能指标见表1。

粗骨料:9.5~26.5mm碎石,长沙顺开石灰石矿业有限公司生产,各项基本性能试验指标见表2。

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在工程应用中,生态多孔混凝土的孔隙率越大,植被越易生长,但抗压强度随之减小,不利于防洪护堤;反之,抗压强度增大,有利于防洪护堤,但同时孔隙率的减小不利于植被生长。因此,在实际工程中,应根据工程现场所需抗压强度和孔隙率,合理地选取生态多孔混凝土配合比以满足工程要求。

 

表1 水泥各项性能指标

  

合材掺量(%)13.5 SO3(%)2.41烧失量(%)3 MgO(%)3.34比表面积(m2/kg)354凝结时间(min)初凝155终凝200强度(MPa)3d抗压25.3 3d抗折4.9

 

表2 粗骨料基本性能指标

  

粒径mm 9.5~16.0 16.0~19.0 19.0~26.5表观密度kg/m3 2600 2690 2680堆积密度kg/m3 1370 1390 1400紧密堆积密度kg/m3 1650 1600 1550

1.2 试验方法

试件成型方法采用浆体裹石法,即先将胶凝材料和70%的水一起加入搅拌机搅拌1分钟,再加入粗骨料继续搅拌1分钟,最后将剩余的30%的拌合水加入,继续搅拌1分钟,共搅拌3分钟。搅拌完成后,分三层装模,每一层采用插捣法捣实。

基于正交试验方法研究骨料粒径、胶凝材料用量及水胶比对生态多孔混凝土28d抗压强度及有效孔隙率的影响,本文采用三因素三水平的正交试验表格L9(34)进行实验,正交试验方案[10]设计如下表3所示。

抗压强度测试方法:采用TYE-2000E型压力试验机进行生态多孔混凝土的抗压强度测试,试件受压面积为150×150mm2,参照(GB/T50081-2002)《普通混凝土力学性能试验方法标准》的相关规定进行试验。

[1]孙双君,韩丽君.浅论物理学视角的生态城市建设[J].廊坊师范学院学报(自然科学版),2009,9(3):59-61.

 

表3 生态多孔混凝土正交试验设计方案

  

注:粗骨料用量为该粒径的紧密堆积密度。

 

试件编号 骨料粒径 胶凝材料用量 水胶比mmkg/m3W/B 1 19~26.52600.28 2 19~26.52800.3 3 19~26.53000.32 4 16~192600.3 5 16~192800.32 6 16~193000.28 7 9.5~162600.32 8 9.5~162800.28 9 9.5~163000.3

生态多孔混凝土各配合比的有效孔隙率极差分析见表7所示,各因素的极差因子影响见图2,对于生态多孔混凝土,有效孔隙率越大越好。

(2)采用真空包装机密封试件,抽成真空;

(3)测量试件在空气中的质量m1

(4)采用静水天平测量密封试件在水中的质量m2

(5)水中沿边角剪开密封袋使水充分浸润试件达到饱和,测量此时试件的质量m3

(2)对具有显著影响的因素分别选择其最优水平,通过比较各因素水平`k值,基于有效孔隙率的生态多孔混凝土最优配合比为A1B1C2,此结论与极差分析一致。

 

2 试验结果与分析

2.1 试验结果

各组生态多孔混凝土试件抗压强度及有效孔隙率测试结果如表4所示。

2.2 各因素对生态多孔混凝土28d抗压强度的影响

2.2.1抗压强度极差分析

生态多孔混凝土抗压强度的极差分析见表5。K为各因素水平所对应的试验指标和,kˉ为K平均值;R为各因素的极差。

 

表4 生态多孔混凝土测试结果

  

试件编号 骨料粒径mm胶凝材料用量kg/m3水胶比W/B 28d抗压强度(MPa)有效孔隙率(%)1 2 3 4 5 6 7 8 9 19~26.5 19~26.5 19~26.5 16~19 16~19 16~19 9.5~16 9.5~16 9.5~16 260 280 300 260 280 300 260 280 300 0.28 0.3 0.32 0.3 0.32 0.28 0.32 0.28 0.3 7.1 8.5 10 7.6 10.9 9.4 8.3 6.7 9.2 33.53 32.65 29.89 31.76 28.35 29.07 28.91 30.03 29.26

 

表5 生态多孔混凝土抗压强度正交试验极差分析表

  

A(骨料粒径)B(胶凝材料用量)C(水胶比)D(空列)25.6 23 23.2 27.2 27.9 26.1 25.3 26.2 24.2 28.6 29.2 24.3 8.53 7.67 7.73 9.06 9.3 8.7 8.43 8.73 8.07 9.53 9.73 8.1 1.23 1.86 2 0.96

其中,kˉ反映了各因素不同水平上试验指标的变动幅度,R反映各因素对试验指标的影响幅度,R越大表明影响越大。根据R大小,可以判断出各因素的主次顺序,根据kˉ的大小可以判断该因素的最优水平。各因素的极差因子影响见图1。

根据电阻计算公式:,可知R跟电缆的长度和粗细有关,电缆越长,电阻越大,而电缆越粗,电阻越小。为减少压降,需要减少电缆本身的电阻。此次设计,采用6平方毫米(6×10^-6㎡)的铜线(铜线的电阻率为ρ=1.75 ×10^-8),取L=100m,由此得出,R= (1.75 ×10^-8×100)/(6×10^-6)=0.29Ω。由此得知电阻不大,对电压压降影响不大,通过实验也验证了相关结果。

  

图1 各因素的极差因子影响

由表5可以看出,生态多孔混凝土28d抗压强度随水胶比与胶凝材料用量的增大而增大,随骨料粒径的增大先增大后减小。R0为该生态多孔混凝土28d抗压强度的极差因子,R0C> R0B> R0A,由图1可得,各因素对生态多孔混凝土28d抗压强度的影响为水胶比(C)>胶凝材料用量(B)>骨料粒径(A)。根据`k大小判断各因素优水平和优组合为A2B3C3,即当骨料粒径为16~19mm、胶凝材料用量为300 kg/m3、水胶比为0.32时方案最优。

IGD专家小组将尽可能地使用一些公用标准,如ISO和OGC的地理参考影像标准等。为了弥补军方标准的不足,解决军方标准缺口问题,DGIWG还与ISO、IHO和OGC等国际标准组织开展了多方合作与协作,并将这种合作与协作发展到NATO的联合情报、调查与侦察(JISR)领域,共同开展该领域的影像标准化工作。

 

Q为因素偏差平方和;

自由度=因素水平数-1;

均方差=偏差平方和/自由度;

F值=因素均方差/误差均方差。

其中,K为各因素水平所对应的试验指标和,g为正交试验的次数,n为因素水平数,xi为正交试验结果,n为正交试验的次数。计算结果如表6所示。

 

表6 28 d抗压强度方差分析表

  

(注:误差为空列)

 

2.327 5.247 6.180 1.447 F0.05(2,2)=19.0 F0.01(2,2)=99.0 1.163 2.623 3.090 0.723 A B C 误差2 2 2 2 1.61 3.63 4.27

(1)显著性是根据选择的置信度(或称显著性水平)大小、因素自由度和误差自由度3个变量,对查表所得F临界值与计算所得F值大小进行判断得出的结果。当计算所得F值大于查表所得F临界值时,说明在选择的显著性水平上,因素对目标量的影响是显著的。

贫困直接影响现代化的建设与发展,我国一直重视贫困问题。现阶段的扶贫工作应该对过去进行总结,在此基础基础上有针对性的采取措施进行精准扶贫。应该重视扶贫工作的可持续发展,将原来单纯的“输血式”扶贫向“造血式”扶贫方向发展。

(2)由表6可知,各因素对生态多孔混凝土28d抗压强度无显著影响,原则上A、B、C可以取任意水平,但基于均值越大该因素对生态多孔混凝土28d抗压强度影响越大,根据均值大小可以确定各因素影响主次顺序为水胶比(C)、胶凝材料用量(B)、骨料粒径(A)。

(3)通过比较各因素水平上的kˉ值,可以确定基于抗压强度的生态多孔混凝土最优配合比方案为A2B3C3,此结论与极差分析一致。

2.3 各因素对生态多孔混凝土有效孔隙率的影响

2.3.1有效孔隙率极差分析

(1)将待测圆柱形绿色生态混凝土小试块自然风干或50℃烘干,尺寸规格为D*H:100×100(mm2);

  

图2 各因素的极差因子影响

 

表7 生态多孔混凝土有效孔隙率正交试验极差分析表

  

A(骨料粒径)B(胶凝材料用量)C(水胶比)D(空列)96.07 94.2 92.63 91.14 89.18 91.03 93.67 90.63 88.2 88.22 87.15 91.68 32.02 31.4 30.88 30.38 29.73 30.34 31.22 30.21 29.4 29.41 29.05 30.56 2.62 1.99 2.17 0.35

表中R1为有效孔隙率的极差因子,由图2可得,各因素的主次顺序为骨料粒径(A)>水胶比(C)>胶凝材料用量(B),各因素最佳配合比组合为A1B1C2,即当骨料粒径为19~26.5mm、胶凝材料用量为260 kg/m3、水胶比为0.30时取得最优配合比。

2.3.2有效孔隙率方差分析

生态多孔混凝土各配合比的有效孔隙率方差分析见表8所示。

2.2.2抗压强度方差分析方差分析表通过计算得出,计算公式如下:

 

表8 有效孔隙率方差分析

  

(注:误差为空列)

 

6.132 2.984 4.090 0.092 F0.05(2,2)=19.0 F0.01(2,2)=99.0 12.263 5.967 8.180 0.184 A B C 误差2 2 2 2 66.72 32.47 44.51* * *

(1)由表8可得,各因素对生态多孔混凝土有效孔隙率的影响均达到显著性水平[11],通过比较各均值大小可得:各因素影响主次顺序分别为骨料粒径(A)>水胶比(C)>胶凝材料用量(B)。

HP具有较强的感染性,其感染率随着年龄的增长而增加,目前认为人类是HP的唯一天然宿主。流行病学研究表明,成人幽门螺杆菌感染率超过50%,且于免疫耐受和免疫抑制状态下在黏膜中持续生存,通过引起宿主炎症及免疫反应而致病。近些年的研究证实,HP感染是动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)和冠心病的独立危险因素,我国目前对于HP感染与AS、CHD相关性的研究尚处于起步阶段。HP感染诱发AS和CHD的因果关系及发生机制也尚需进一步研究探讨。

孔隙率计算公式:

2.4 综合分析

(1)单从各因素对生态多孔混凝土28 d抗压强度的影响来看,水胶比(C)作为主要影响因素,当水胶比取0.32时,抗压强度值较大。生态多孔混凝土与普通混凝土破坏形态有所不同,其破坏多发生在骨料与骨料之间的接触点上,接触点上水泥浆体与骨料之间的粘结力和粘结面积的大小[12]决定其抗压强度大小。因此,水胶比大小是影响生态多孔混凝土抗压强度的重要因素。水胶比增大,水泥浆用量增多,粘结面积增大,粘结点的数量也随之增多,抗压强度随之增大;反之,其抗压强度随之降低。

(2)单从各因素对生态多孔混凝土孔隙率的影响来看,骨料粒径(A)为主要影响因素,当骨料粒径为19~26.5 mm时,有效孔隙率较大。对于单一粒径混凝土,在没有细集料填充的情况下,孔隙率的大小取决于混凝土粗骨料粒径的大小[13],根据试验结果亦能得证。

(3)综合各因素对28d抗压强度及有效孔隙率的影响,各因素对生态多孔混凝土28d抗压强度无显著影响,对有效孔隙率则均表现出显著性。因此,根据各因素对生态多孔混凝土有效孔隙率的影响大小来决定其最优工艺水平,即取A1B1C2作为最优配比组合。

从农村走出来的我,能体会到农村教育资源的相对贫乏,城市教育资源的优越及丰富,这也是我关注教育的一个原因。

(4)试验结果显示,28 d抗压强度与孔隙率之间存在一定的相关性[14],孔隙率越小,骨料之间填充的越密实,混凝土抗压强度越大。

水:长沙市自来水。

3 结论

(1)通过极差分析可得,影响生态多孔混凝土28d抗压强度的主次顺序为水胶比、胶凝材料用量、骨料粒径;影响生态多孔混凝土有效孔隙率的主次顺序为骨料粒径、水胶比、胶凝材料用量。

(2)通过方差分析可得,水胶比、胶凝材料用量、骨料粒径对生态多孔混凝土28d抗压强度无显著影响;而骨料粒径、水胶比、胶凝材料用量对生态多孔混凝土有效孔隙率均呈显著影响。

(3)正交试验方法下生态多孔混凝土的最优配合比为:水胶比0.30,胶凝材料用量260 kg/m3,骨料粒径19~26.5 mm。

当前,二铵市场方面,因环保严查,磷肥企业开工率不高,供货紧张,再加上出口拉动,价格呈上涨趋势,64%磷酸二铵出厂价在2700元/吨。目前香蕉、火龙果、葡萄陆续上市,下一步水果采摘结束后,需要追施少量的肥料作为基肥。当前广西地区的全年用肥基本进入末期,进入9月份之后,当地将进入淡储阶段。届时,中间商、渠道方面会依据市场变化,做适量储备。

[参考文献]

有效孔隙率测试方法:试验借鉴美国《压实沥青试件有效孔隙率测试标准方法》测试生态多孔混凝土连通孔隙率,其测试原理是排水法,采用真空包装机将试件密封,采用静水天平进行质量计量。此方法规避了测试试件形状对于测试结果的影响,精确度高。具体测试步骤如下:

[2]尹健,李科,任海波,等.绿色生态混凝土胶凝材料浆体的流变性能[J].硅酸盐通报,2015,34(4):1180-1186.

[3]彭华.绿色生态混凝土试验研究[D].长沙:中南林业科技大学,2015.

[4]李湘洲.走向可持续发展的生态混凝土技术[J].中国建材,2003,(1):34-36.

[5]许燕莲,李荣炜,等.多孔混凝土孔隙的表征及其与渗透性的关系研究[J].混凝土,2009,(3):16-20.

“美丽”是形容词,它指向一种关系,也即整合的“框架”,这种关系的指向可以用如下图表示,其中“主体”代表理解指向的主体。“美丽”在语义上理解为一个外观在视觉上被评价为高于一般水平的主体,向上的箭头表示水平的升高,“一般”表示正常水平的参照点。

苏长河带柳红到烂眼阿根家时,柳红一直在颤抖。烂眼阿根的老婆男人婆和儿媳妇白玉儿都在家,苏长河问老村长呢?她们都说不知道,男人婆还恶狠狠地骂了句,谁知道他死哪儿去了。苏长河告诉她们,老村长死在玉米地里,男人婆不信,问谁看见了?苏长河说柳红看见的,在他女儿家的玉米里,赶紧报警吧。男人婆说不报,要报你报。苏长河就叫白玉儿拨通了报警电话,他报了警。

[6]李科.绿色生态混凝土配合比优化设计研究[D].长沙:中南林业科技大学,2015.

[7] Bhutta M A R, Tsuruta K, Mirza J.Evaluation of high-performance porous concrete properties[J].Construction&Building Materials,2012,31(6):67-73.

[8]冯辉荣,罗仁安,樊建超.“沙琪玛骨架”绿化混凝土抗压与植草试验研究[J]. 混凝土,2005,(7):49-53.

[9]蒋友新,张开猛,谭克峰,等.植生型多孔混凝土的配合比及力学性能研究[J]. 混凝土,2006,(12):22-24.

[10]刘瑞江,张业旺,闻崇炜,等.正交试验设计和分析方法研究[J]. 实验技术与管理,2010,27(9):52-55.

[11]Gao H M,Tao C L,Shi L.Data Analysis and Test of an Orthogonal Design Experiment Based on SAS [J].Journal of Ordnance Engineering College,2015.

[12]黄剑鹏.适于南方城市河道的护砌植生混凝土研制及性能研究[D].广州:华南理工大学,2011.

当PPP项目中出现运营期补偿模式的话,就是指公共设施的建设是靠社会企业进行出资建设的,政府部门会与之签订相应的合同,并通过对建设项目进行科学合理的分析,明确建设项目对市场的需求量,保证项目带来的经济效益。倘若建设项目最终的收益情况没有达到预期的目标,并且造成项目的亏损,那么项目的亏损将会由政府与社会企业共同承担。正是担心此种情况的发生,所以,政府部门在进行公共设施的投资建设时,资金投入量一次不会太多,这样能够有效的降低项目的风险。

[13]徐飞.普通混凝土骨料最小空隙率的探讨[J].混凝土,2004,(3):17-18.

对比分析2014年9月—2015年8月中国大陆IMERG和CGDPA日平均降水量,结果表明:两者的空间分布比较一致,东部介于1~10 mm,西部介于0.1~5 mm,南部介于2~10 mm,北部介于0.1~5 mm,说明IMERG日平均降水量能够较好地反映中国大陆降水量西部少、东部多,南部多、北部少的特点;IMERG日平均降水量比CGDPA的空间分布连续性更好,尤其是在西部、北部等地面雨量计观测站点较少的地区(图1)。西藏东南部、新疆天山,以及青海、广西和广东南部和海南等地区,IMERG日平均降水量比CGDPA偏低。

[14] Zheng M L,Wang G Q,Jia X Z,et al.Analysis on the Influence Factors of Strength and Porosity Based on Orthogonal Experiment for Porous Concrete[J].Highway,2015.

 
伍松云,桑正辉,梁巧,杨婕雯
《廊坊师范学院学报(自然科学版)》2018年第01期文献

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