统计方法在混凝土技术方面的应用研究

1 引言
　　近年来，随着城论文联盟http://市基础建设的大量投入和房地产业的异军突起，商品混凝土企业如雨后春笋般散布于城市的东南西北，由于需求量的增长远低于产能的急剧扩张，最终导致企业间残酷的市场竞争。降低成本就成了彼此的共识，经过大量的试验及应用表明，在混凝土中掺加
　　粉煤灰和矿粉（俗称双掺）来等量取代水泥具有较好的经济效益。
　　粉煤灰是热电厂排放的烟气经收尘处理后收集得到的飞灰，但目前我国粉煤灰的利用率还很低，大部分的粉煤灰仍未被利用；磨细矿粉则是由炼铁高炉排出的熔融态矿渣经水淬（粒化）后再进行干燥、磨细加工而得到的超细粉末。国家大力提倡要充分利用废弃物来节约现有的资源，财政部和国家税务总局发布的《关于资源综合利用及其他产品增值税政策的通知》（财税[2008]156号）中明确，生产原料中掺兑废渣的特定建材产品（包含混凝土），增值税有一定优惠。而且双掺料的价格比水泥价格低很多，这样一来，成本上有很大的优势。此外，在混凝土中掺和优质的粉煤灰，能够提高和改善混凝土的密实度、耐腐蚀性、抗渗性以及后期强度，在混凝土中掺和磨细的矿粉，能够提高混凝土的耐久性以及多项力学性能。
　　商品混凝土企业通常都会采用掺加粉煤灰和矿粉来取代水泥，但是对于双掺的混凝土，早期和后期强度如何变化目前尚无系统和深入的定量研究，两种掺和料之间是否存在一定的匹配关系，能不能设计出最佳的配合比，这样的问题都有其现实意义，值得去研究。WWw.11665.COM本文通过对双掺混凝土28d龄期强度的多元线性回归分析，试图建立起混凝土强度与水泥、粉煤灰、矿粉及水胶比的函数关系，并检验所建立的函数方程式。
　　2 原材料与试验
　　2.1 原材料
　　水泥采用四川亚东水泥有限公司p.o42.5r级普通硅酸盐水泥，按国家标准《gb 175-2007 通用硅酸盐水泥》进行检测，性能指标如表1所示；粉煤灰为内江市白马火电厂生产，等级为ⅰ级，按国家标准《gb/t1596-2005用于水泥和混凝土中的粉煤灰》进行检测，性能指标如表2所示；矿粉为龙泉阳光矿粉厂生产s75级，按照国家标准《gb/t18046-2008用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》进行检测，性能指标如表2所示；泵送剂为四川路加生产vf-5型，掺量为1.7～2.1%；中砂，细度模数2.9，石粉含量3.2％；碎石，5～20 mm连续级配，压碎指标4.8％。
　　2.2 试验方法
　　按照《gb/t 50080-2002普通混凝土拌合物性能试验方法标准》、《gb/t 50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准》和《gbt50082-2009普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》进行。
　　2.3 试验方案与设备
　　试验方案：通过调整胶凝材料总量，使粉煤灰和矿粉掺量等量取代水泥量分别为30％、40%、50%、60%，粉煤灰的比例为双掺量的30%、40%、50%、60%，共设计了最常用的强度等级为c25、c30、c40及c50共48个混凝土配合比，它们的水胶比分别为0.68、0.57、0.45和0.40，并测定28d抗压强度，结果如表3所示。
　　试验设备：使用压力试验机测试混凝土抗压强度。所有抗压强度试件均为边长10 cm的立方体试件，按标准方法制备、养护与测试。
　　
　　表1 水泥的物理力学性能指标
　　
　　
　　表2 粉煤灰和矿粉的物理力学性能指标
　　
　　
　　
　　3 回归分析及显著性检验
　　3.1 回归分析
　　为了试图拟定混凝土强度与水泥、粉煤灰、矿粉掺量和水胶比之间的关系，以28 d混凝土抗压强度为因变量y，水泥、粉煤灰、矿粉掺量和水胶比分别为自变量x1、x2、x3、x4，建立多元线性回归方程，设回归模型为y=β0+β1x1+β2x2+β3x3+β4x4+ε，用ibm spss（statistical product and service solutions）v19.0统计软件进行线性回归分析，结果如表5～8所示。
　　3.2 显著性检验
　　（1）对相关系数检验。由表6可知，r=0.882，根据显著性水平α=0.05，n=48，m=4，即自由度为43查相关系数检验临界值表得rc=0.29396，r>rc，则具有相关性。
　　（2）t检验显著性。从表8可以看出，显著性水平α=0.05，除水泥外，其它变量的回归系数显著性t检验的概率p-值都小于显著性水平α，因此这些参数与被解释的变量有显著的线性关系。
　　（3）从回归分析及正态分布图可以看出，混凝土28的抗压强度与水泥、粉煤灰、矿粉和水胶比有显著的线性关系。
　　
　　
　　 表3混凝土配合比及28d强度实测值 单位：kg
　　
　　
　　表4 模型汇总
　　
　　
　　表6 系数a
　　
　　
　　a. 因变量: 强度等级
　　
　　由表8可得回归方程y=81.599+0.018x1-0.022x2-0.115x3-68.603x4+ε。
　　4 结论
　　（1）双掺的混凝土强度与水泥、粉煤灰、矿粉用量和水胶比有十分显著的线性关系，混凝土强度随胶凝用量增加而增长。
　　（2）粉煤灰和矿渣粉复合掺加，两种材料的火山灰效应、形态效应和微集料效应相互叠加，形成“工作性能互补效应”和“强度互补效应”，使混凝土具有良好的抗渗性和可泵性。
　　（3）矿粉等量取代部分水泥时，随着掺量的增加，混凝土早期强度几乎线性下降，而目前各工程工期紧、施工进度快是普遍现象，因此会出现矛盾的情况。
　　（4）粉煤灰和矿粉都属于工业废料，充分利用能有利于环境保护，生产绿色混凝土。
　　（5）可以利用线性回归方程预测配置混凝土的后期强度用于指导生产。