植物纤维增强型玻化微珠陶粒混凝土配合比设计.pdf

胡玉龙 ， 陈国新 ， 陈亮亮 植物纤维增强型玻化微珠陶粒混凝土配合 比设计 曲 图 3相 同水泥掺量下导 热系数和拉压 比的关系 于各考核指标影响程度 ， 但无法考察试验误差对于 结果的影 响 ， 并且无法了解各个考察因素 的显著性 2 4 6 玻 化微珠 掺量， 图 4 相 同植物纤维 掺量 下抗压强度和导热系数的关系 影响程度 ， 所 以对正交试验结果进行方差分析并进 行讨论。多变量方差分析结果如表 3 。 表 3 方差分析表 注： 表示非常显著 ； 表示 显著 ； 表示有一定影响 ； 一表示 不显 著。 根据方差分析可 以得知 ， 水泥掺量是影响砌块 抗压强度 的主要因素 ， 砂 率和玻化微珠掺量也表现 为显著性影响 ， 并且两者 F值 相差不大 ， 即它们 对 与砌块抗压强度贡献程度相似。 植物纤维作为影响砌块拉压 比的最主要因素 ， 其在砌块中的掺加明显地改善了材料的整体性能 ， 提高了混凝 土的抗裂能力 。与普通混凝土拉压比参 数相 比，试验组别砌块 的拉压 比均得到 了提升 ， 说 明植物纤维对于砌块抗裂能力的改善效果明显 。通 过观察 F值同样可以看出 ， 水泥掺量对于拉压 比也 有一定程度的影响 ， 而玻化微珠和砂率对拉压 比的 影 响很 J 、 。 玻化微珠掺 量对于导热 系数 的控制是最显著 影响因素 ， 水 泥有一定 影响 ， 植物纤维 和砂率影 响 较小 。 砌块 的抗压强度 和导热系数之 间既有 矛盾 的 一 面 ， 也有统一 的一面 ， 它们之间的关 系是对立统 一 关系 。要提高砌块 的强度则需要提 高水泥的掺 量 ，欲 降低导热系数也需要提高玻化微珠掺量 ， 而 过度的水泥则会导致导热系数的提高 ， 这都表现 了 考察因素之间关 系矛盾的一面 ； 但是控制水泥掺量 在一定水平 ， 即在不增加水泥掺量 的前提下 ， 通过 增加玻化微珠掺量可以降低砌块导热系数。这反映 了考察因素之间关系统一的一面。因此 ， 综合考虑 各 因素影 响找到适合实 际工程应用 的平衡点尤为 重要 。 一 6 7 2 0 8 6 4 2 0 8 6 4 O 0 O 0 O O 0 O 0 O 5 O 5 O 5 0 5 O 5 O 5 O O O 0 O O 0 O O O O 2 0 1 5年第 1 期 混凝土与水泥制品 总第 2 2 5期 2 4功效 系数模 型 分析 因为各考察指标 之间有 着相互制约和相互影 响的关 系， 为找到既满足强度要求又符合保温性能 要求的砌块材料最优配合 比， 使用功效系数继续进 行分析 。 功效系数法【l 1】是根据多 目标规划原理 ， 在正 交试验分析基础上 ， 把各项考核指标进行归一化处 理并给出评价分数 ， 然后根据总体评分综合判断优 劣的一种方法。 设正交试验考察 个指标 ， 每个指标功效系数 d i ( 0 1 ) ， 如第 i 个考核指标 的效果最好 ， 规定 该指标 的功效系数为 1 ， 记 d = l ； 如第 i 个考核指标 的效果最差 ， 规定该指标的功效系数为 O ， 记 d = O ； 其余各考核指标 的功效 系数 ， 规定为该指标值与最 好指标的比值 ， 则总功效系数为下式 ： d = 疆 ( 1 ) 因为试验考察指标相互影响 ， 即抗压强度和拉 压 比相对越高越好 ， 而导热系数则是越低越好。当 对抗压强度和拉压 比指标进行评定时 ， 将其最高值 定为 1 ， 其它功效 系数 为其与最高值 的比值 ； 而对于 导热系数 ， 则将其最低指标定为 1 ， 其它功效系数取 最低指标与该指标的 比值， 进 而得到三个考察指 标的总体得分 ，得分最高 的一组作为最优配合 比。 三个考察指标的功效系数分析表如表 4 。 表 4抗压强度 、 拉压 比和导热 系数功效 系数分析 通过 比较总的功效系数得分 ， 可 以看出试验第 三水平得分最高： d = O 9 1 。即试验最佳配合比为 ： 水 泥掺量 ： 3 5 ；玻化微珠掺量 ： 6 ；植物纤维掺量 ： 1 ； 砂率 ： 3 0 。功效系数分析就全部试验组别评价 出最优配合 比， 但是不同实际工程需要使用不 同强 度等级材料 ， 表 5列出了抗压强度 5 0 - 7 5 MP a范围 内最优 配合比， 供读者参考。 3结论 ( 1 ) 通过方差和极差分析 可知 ， 水 泥掺量是影 响植物纤 维增强型玻化微珠陶粒混凝 土砌块抗压 一 6 8一 表 5 抗压强度 5 0 7 5 M P a范围内最优配合 比 强度 的最 主要 因素 ， 也是最显著 因素 ， 砌块强度随 着水泥掺量 的增加不断提高。配置植物纤维能有效 地提高材料拉压比， 试验组别 的砌块拉压 比均得到 了较大提升。玻化微珠能够较好 的改善砌块热工性 能， 而水泥掺量的增加则不利于导热 系数的降低 。 ( 2 ) 考察指标相互影响相互制 约 ， 综合 考虑其 影响程度 ，通过功效系数法确定最优配合 比为 ： 水 泥掺量 ： 3 5 ；玻化微珠掺量 ： 6 ；植物纤维掺量 ： 1 ； 砂 率 ： 3 0 。 参考文献 ： 【 1 】 梁秀琴陶粒骨架透水混 凝土性能试验研究 【 J 】 混凝土， 2 0 1 2 ( 4 ) ： 1 3 4 1 3 6 【 2 贾兴文， 吴洲， 何兵， 等 陶粒预处理对 陶粒 泡沫混凝土物 理 力学性能的影 响 J 】 材料导报， 2 0 0 9 ， 2 7 ( 1 ) ：9 - 1 1 3 】 朱平华， 田斌 ， 高艳荣， 等 玻化微珠再 生混凝土保温砌块 配 合 比优化设计 f J 混凝 土， 2 0 1 3 ， 2 7 ( 6 ) ： 1 3 1 1 3 5 4 张泽平， 樊丽军， 李珠， 等 玻化微珠保温混凝 土初 探f J 1 混凝 土。 2 0 0 7 ( 1 1 ) ： 4 6 4 8 5 】 黎水 平， 吴其 胜， 张长森， 等 脱硫 石膏一 棉 花秸秆纤 维复 合 墙体材料制备及性能 J 1 新 型建筑材料， 2 0 1 3 ， 4 0 ( 1 ) ： 4 1 4 4 【 6 陈 国新， 黄炜， 张荫 内填 不 同材料 填充砌块生 态复合墙 体 抗震性能对 比 l J 】 中南 大学学报：自然科学版， 2 0 1 2 ， 4 3 ( 1 1 ) ： 4 4 91 4 5 0 0 【 7 】 中华 人 民共和 国建设部 G B 厂 I 1 5 0 0 8 0普 通混凝 土拌 和物 性能试验方法【 S 北京 ： 中国建筑工业出版社， 2 0 0 3 【 8 】 汪荣鑫 数理统计 M 】 西安交通大学 出版社， 1 9 8 6 ： 1 2 2 1 6 0 【 9 】 李俊， 尹健， 周士琼， 等 基于 正交试 验的再生骨料混凝 土强 度研究 J 土木工程学报， 2 0 0 6 ， 3 9 ( 9 ) ： 4 3 4 6 1 0 】 徐亦冬， 沈建生 再生混凝土 高性 能化 的试 验研究 J 混凝 土 ， 2 0 0 7 ( 9 ) ： 3 7 4 1 【 1 1 姚武， 郑欣 混凝土配合 比对 收缩影 响的正交试验研究I J 1 建筑材料学报， 2 0 0 6 ( 1 ) ：9 2 9 8 【 l 2 王祥 基于水泥基 的保温隔热墙体材料研究 与应用 D 1 淮 南： 安徽理工 大学， 2 0 1 0 收稿 日期 ： 2 0 1 4 1 1 - 1 0 作者简介 ： 胡玉龙( 1 9 8 8 一 ) ， 男 ， 硕士研究生 。 通讯作者 ： 陈国新( 1 9 7 8 - 1 ， 男 ， 博士 、 副教授 。 联 系 电话 ： 1 5 1 9 9 0 6 2 2 9 6 E - ma i l ： n y d x h y l q q c o m