再生混凝土强度计算公式中回归系数的探讨.pdf

文章编 号： 1 0 0 7 0 4 6 X ( 2 O L O ) 0 3 0 0 2 3 0 3 ：应用研 究_ 再生混凝土强度计算公式中回归系数的探讨 P r o b e i n t o Re g r e s s i o n Co e ffic i e n t i n F o r mu l a f o r Re c y c l e d Co n c r e t e S t r e n g t h Ca l c u l a t i o n 李雯霞 ( 1 酒泉职业技 术学 院，洒泉 7 3 5 0 0 0； 2 同济大学 先进土木工程材料教育部重点实验室，上海2 0 0 0 9 2 ：) 、 摘要： 用废旧混凝土破碎物代替粗集料配制再生混凝土时，用普通混凝土配制强度公式计算其强度，会存在较大的误差， 主要 是公 式 中集料 系数 ， 值 不 同。试 验确 定 了不 同再 生集料 系数 ， 值 以及相 应的 强度计 算公 式 ，可为再 生混凝 土实 际强度 的计 算提 供 参考 。 关键词 ： 再 生集料 ；再 生混 凝土 强度 ；集料 系数 中 图分 类 号 ：TU5 2 8 9 文献 标 识 码 ：A Ab s t r a c t ： W h e n r e c y c l e d c o n c r e t e p r e p a r e d wi t h c r u s h e d wa s t e c o n c r e t e i n s t e a d o f c o a r s e a g g r e g a t e ， a g r e a t e r e r r o r wi l l b e p r o d u c e d i f t h e s t r e n g t h f o r mul a c a l c u l a t i o n f o r o r d i n a r y c o n c r e t e p r e p a r a t i o n i s u s e d ， ma i n l y d i f f e r e n c e i n口 口 a g g r e g a t e c o e ffi c i e n t v a l u e i n f o r mu l a T e s t d e t e r mi ne d d i f f e r e n t r e c y c l e d a g g r e ga t e口 。口 c o e ffi c i e n t v a l u e a n d c o r r e s p o n d i n g s t r e n g t h f o r mu l a a s r e f e r e n c e t o t he c a l c u l a t i o n o f a c t u a l s t r e n g t h o f r e c y c l e d c o n c r e t e Ke y wo r d ：r e c y c l e d a g g r e g a t e；r e c y c l e d c o n c r e t e s t r e n g t h；a g g r e g a t e c o e ffi c i e n t 0前 言 再生集料既不同于碎石也不同于卵石。由于再生集料 的这些特性 ，导致用废混凝土集料( Wa s t e C o n c r e t e A g g r e g a t e ， WC A ) 配制的再生混凝土强度比普通混凝土的强度 偏低。因此，用普通混凝土抗压强度的公式 f c u ， 0=A f c e ( C W B ) 计算其强度时，会存在较大的差异，主要表现在 公式中集料系数、值不同。鉴于此，本文采用两种不同来 源的再生集料配制再生混凝土，对再生集料系数，值进行 初步探讨。 1试验材料及特性 1 1水 泥和水 水泥采用上海市海螺水泥厂生产的 4 2 5级普通硅酸 盐水泥 ，实测 2 8 d 强度为 f c e = 5 1 M P a 。混凝土拌和与养 护用水为同济大学饮用自来水。 1 2细集料 采用中砂 ，细度模数为 2 5 3的天然河砂 ，其各项技 术指标符合 J G J 5 2 9 2普通混凝土用砂质量标准及检验 方法 。 1 3粗集料 天然粗集料 ( N A) 为 5 3 1 5 m i l l 天然碎石 ，再生粗 集料 ( R A)为某道路混凝土破碎后制成，破碎方式不详， 基金项目：地震灾区建筑垃圾资源化技术及其示范生产线 ( 2 0 0 8 B AK 4 8 B O 1 ) 公称粒径为 5 2 5 m m ，再生集料 ( R B) 为建材检测中心 废弃混凝土试块( 原始混凝土的粗集料为碎石) ，采用颚式 破碎机进行破碎、人工筛分得到公称粒径为5 3 1 5 fi l m 再生集料。N A、R A、R B各项技术指标见表 1 。各项技术 指标测定方法均参照J G J 5 2 2 0 0 6 普通混凝土用砂、石 质量及检验方法标准执行。 表 1 粗集料技术指标 外加剂：上海生产的 T Q N高效减水剂。 2试验方法 为了保证混凝土试件抗压强度不因集料级配的改变而 产生变化，特参照 J G J T 1 0 9 5 混凝土泵送施工技术规 程中推荐的粗集料最佳级配图，人工筛分天然粗集料与 再生粗集料达到同一级配来配制混凝土。级配见表 2 。 3 2 0 1 0 粉 煤灰 2 3 表 2 粗集料级配 粒径范围 m m 级配， 5 1 0 1 02 O 2 O 3 1 5 6 4 4 5 0 蠼 蜒 按照表 3 ， 4配合 比，成型混凝土试件，试件尺寸为 1 0 0 m mX 1 0 0 m m X 1 0 0 m m 。表 3 为天然集料和再生集料 ( R A 1 )的混凝土的设计配合比，表 4 再生集料 ( R A 2 ) 和再生集料 ( R B) 混凝土的设计配合比。试件成型用搅 拌机拌料、 振动台振实， 试件脱模后送养护室标准养护 器 2 8 d后测试其抗压强度。试验方法按混凝土力学性能按 摄 G B T 5 0 0 8 1 2 0 0 2 普通混凝土力学性能试验方法标准 规定进行。 表 3 NA、RA、R B混凝土的设计配合比 k g m 表 4 R A2混凝土的设计配合比 注：由于掺入的减水剂用量不I司，砂的含水率不同，实际用水量与表中不I司 3实验数据处理与结果分析 图 1 和图 2 为同一来源，同一级配，不同配合比再 生混凝土的回归方程。由图 1 、2可见再生集料配制的混 凝土灰水比与强度之间具有良好的线性关系，不同配比， 同一级配、同一来源的再生混凝土回归方程是一致的。图 3 为不同集料，同一级配，同配比混凝土的回归线，三种 集料的回归线的斜率、截距是不同的，但灰水比与强度之 间都具有良好的线性关系。 2 coAL ASH 3 2 01 0 1 0 0 0 9 0 0 8 O 0 7 0 0 6 0 O 5 0 0 4 0 1 灰水比 图 l 再生集料 R AI 的试验数据回归曲线 图 2 再生集料 R A2的试验数据回归Itt l 线 1 4 1 6 1 8 2 0 2 2 2 4 2 6 2 8 3 0 实际灰水比 图 3 试验数据回归 普通混凝土配合比设计规程( 编号J G J 5 5 2 0 0 0 ) q 规定的混凝土配合比设计应按照 B O L O M E Y公式进行计算， 即 ： = f ce + )经 变 换 为 ： 厶。 = O A f ce ( C W一 口 ) ( 1 ) 由公式( 1 ) ，可得 ： 令 x =C W ： y = L e； 口 = A； 一 口 ： B ，则 ( 2 ) 式变为： v= AX+B 公式中 f c 枷 为混凝土 抗压强度(M P a ) ； 为水泥 实测 2 8 d抗压强度( I S O法， M P a ) ；C w为灰水比； ， 为粗集料回归系数；A、B为待定系数。 利用试验所测的灰水比( c W) ，混凝土配制强度-， 。 和水泥抗压强度值厶 ，根据公式( 3 ) 建立线性回归方程。 所得回归曲线如图 1 所示。 由图3可见，天然集料混凝土、再生集料混凝土的抗 ， 一 ，I 一 一 一 ， 一 ，一 9 8 7 6 5 4 O O O 0 O 0 巡隈坦 压强度比与灰水比亦呈良好的线性关系。说明普通混凝土 的配合比设计公式仍然适用于再生混凝土，只是线性回归 方程公式中的回归系数有所不同，要相应改变。由图 l 得 到相应的线性 回归方程为： 天然集料混凝土： Y =0 4 6 1 l x 一0 1 8 8 8 R2=0 9 4 0 3 道路再生集料混凝土 ：Y =0 4 0 1 3 x 一0 1 3 5 7 R2=0 9 4 2 6 检测站再生集料混凝 ：v =0 4 3 6 6 x 一0 1 7 8 R2=0 9 5 0 6 将以上线性回归方程和公式 ( 3 ) 比较，可求得不同集料 的线性回归方程公式中的回归系数口 和 的值：天然集 料混凝土 = 0 4 6 1 1 B= 0 4 0 9；道路再生集料混凝土 =0 4 0 1 3 = 0 3 3 8 ；检测站再生休料混凝土 = O 4 3 6 6 = 0 4 0 8 相应的混凝土强度计算公式为： 天然集料混凝土： = 0 4 6 1 ( C W一 0 4 0 9 ) 道路再生集料混凝土： 。 = 0 4 0 1 3 ( C W一 0 3 3 8 ) 检测站再生集料混凝土： = 0 4 3 6 6 ( C W一 0 4 0 8 ) 实测数据和回归方程的相关密切程度可用相关系数 r 来判断， 该值越接近 1 ，就说明它们越密切，相关性越好。 而回归方程预测值的准确性，可用剩余标准差s或离差系 数 e 表示，该值越小，说明回归方程预测的值越精确。 r 、S 、 各值可分别由下式计算： 经计算可得： 天然集料混凝土： = O 9 9 2 4 ；S = 0 0 4 8 ； C = 5 8 0 道路再生集料混凝土： = 0 9 7 4 8 ；S = 0 0 6 6 ； C =7 9 8 检测站再生集料混凝土： ： 0 9 7 4 8 ；S = 0 0 8 1 ； C =1 5 8 以上结果都满足 r 0 8 5 ；C 1 0 的要求，能够 应用于实际工作中。由此也可见，天然集料与再生集料配 制混凝土强度计算公式不同，既使同是再生集料，来源不 同，性能不同，混凝土强度计算公式也有所不同，说明集 料性能对混凝土的强度有影响。在实际工作中应用混凝土 强度计算公式时要对所用集料性能进行检测 ，特别是要考 虑粗集料压碎指标对混凝土强度的影响。 4结 论 ( 1 ) 三种粗集料混凝土 2 8 d抗压强度比与混凝土灰水 比呈现很好的线性相关性，相关系数均在 0 9 4以上，但 各粗集料混凝土 B o l o m e y 公式中的回归系数 和 硌 不 相同。 ( 2 ) 天然集料与再生集料配制混凝土强度计算公式不 同，既使同是再生集料，来源不同，性能不同，混凝土强 度计算公式也有所不同。 ( 3 ) 用再生集料配制再生混凝土时要考再生集料性能 对混凝土强度的影响。 参考文献 1 】中国建筑科学研究院普通混凝土配合比设计规程 M】 北京：中国 建筑工业出版社，2 0 0 1 【 2 C E C S 4 0 ： 9 2 ；凝土及预制混凝土构件质量控制规程 S 作者简介：李雯霞 ( 1 9 7 0 )，女，副教授 ，同济大学访问学者，主要研 究方向为建筑垃圾资源。E - ma i l ： j u q u a n l i w e n x i a 5 2 6 6 1 2 6 c o m。 收稿日期： 2 0 0 9年 7月 2 1日 ( 上接 2 2 灸) 4 结 论 ( 1 ) 本文通过集料理想级配模型的建立和计算机的程 序运算，优化集料技术，降低浆集比，减少胶凝材料用量， 充分发挥掺合料对混凝土 作性、耐久性和后期强度的贡 献。按水灰比定则配制一定强度等级的混凝土，利用高性 能减水剂和矿物减水剂，在低水灰比的条件下，满足混凝 土的泵送要求。 f 2 )2示范工程应用结果表明，高性能再生集料混凝土 具有较好的工作性、力学性能和耐久性。 参考文献 1 】G B 5 0 1 1 9 - 2 0 0 3混凝土外加剂应用技术规范 2 】陈定祥等 复合胶凝材料配制混凝土技术 【 J 】 混凝土， 2 0 0 0 ， 1 0 ( 1 ) ： 2 5 收稿 日期： 2 0 1 0年 2月 1 0曰 3 2 0 1 0 粉 煤灰 2 5