双掺磨细矿渣粉和粉煤灰大流动性混凝土配合比的多元线性回归分析.pdf

2 0 0 7年 第1 2期 总 第2 1 8期 N u m b e r 1 2 i n 2 0 0 7 T o t a l N o 2 1 8 混凝土 C o n c r e t e 赵俊梅 内蒙古科技大学 内蒙古 包头0 1 4 0 1 0 A b s t r a c t A p p l i c a t i o no f t h e p o w d e r s l a ga n df l y a s hi sm o r e a n dm o r e w i d e s p r e a di nt h e c o n c r e t e b u t t h e c o n c r e t e m i xd e s i g nw i t hf l y a s h a n d p o w d e r s l a g i s s t i l l n o t r e s e a r c h e ds y s t e m a t i c a l l y v a r i o u s m a t e r i a l s q u a n t i t y o f t h e i n f l u e n c e t ot h e c o n c r e t e s t r e n g t hh a v e b e e nl e s s s t u d i e d Mu l t i p l e l i n e a r r e g r e s s i o n a n a l y s i s t o t h e s t r e n g t ho f 2 8d a y s w i t h4 8s e t s o f d i f f e r e n t m i xh i g h f l o w i n g c o n c r e t e i s c a r r i e d f o r m i n g r e g r e s s i o ne q u a t i o n a n d s h o w i n g s i g n i f i c a n c e t e s t K e ywo r d s c e m e n t f l y a s h p o w d e r s l a g m u l t i p l e l i n e a r r e g r e s s i o n a n a l y s i s s i g n i f i c a n c e t e s t 摘要 粉煤灰和磨细矿渣粉在混凝土中的应用越来越普遍 但是 对于同时掺加粉煤灰和磨细矿渣粉的混凝土配合比尚无较系统研 究 各种材料的掺量对混凝土强度的影响认识不足 对4 8组不同掺量和水胶比的大流动性混凝土2 8 d强度进行了多元线性回归 建立了 回归方程 并对其显著性进行了检验 关键词 水泥 粉煤灰 磨细矿渣粉 多元线性回归分析 显著性检验 中图分类号 T U 5 2 8 5 3文献标志码 A文章编号 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 0 7 1 2 0 0 3 2 0 3 Mu l t i p l el i n e a r r e g r e s s i o na n a l y s i s o f t h eh i g h f l o wi n gc o n c r e t emi x e dwi t ht h ep o wd e r s l a ga n df l ya s h Z H A OJ u n m e i I n n e r Mo n g o l i a U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y B a o t o u 0 1 4 0 1 0 C h i n a 双掺磨细矿渣粉和粉煤灰大流动性混凝土 配合比的多元线性回归分析 收稿日期 2 0 0 7 0 7 1 6 理论研究 T H E O R E T I C A LR E S E A R C H 0引言 目前 粉煤灰和磨细矿渣粉等成为混凝土中用来替代水泥 的首选 大量研究表明 在混凝土中掺加粉煤灰或矿渣 不仅有 较好的经济效益和社会效益 而且有很好的技术效益 如优质 粉煤灰对混凝土的密实度 抗渗性 耐化学腐蚀及其后期强度 均有提高和改善作用 而在混凝土中掺入磨细矿渣粉则对混凝 土的多项力学性质和耐久性能均有利 到目前为止 人们对粉 煤灰混凝土和矿渣粉混凝土已有比较清楚的认识 但是 对于 在混凝土中同时掺加粉煤灰和磨细矿渣后混凝土的强度变化 尚无较系统和深入的探索 双掺后对硬化混凝土的强度有何影 响 效果如何 两种掺合料之间有无匹配关系 是否存在最佳配 合比 对于这些问题的研究已显得很有必要 本研究通过双掺 混凝土2 8 d强度的多元线性回归分析 建立强度与水泥 矿粉 粉煤灰和水胶比的函数关系 并检验所建立的函数方程式是否 有意义 1原材料与试验 1 1原材料 水泥采用4 2 5级普通硅酸盐水泥 水泥实测强度为4 4 9 MP a 矿粉 粉煤灰的物理性能如表1所示 自配泵送剂 中砂 细度 模数2 7 2 含泥量3 2 碎石 5 3 1 5 m m连续级配 压碎指标 7 4 泵送剂掺为胶凝材料用量的2 0 3 5 质量分数 混 凝土坍落度控制在2 0 c m左右 注 矿粉和粉煤灰的强度按相应的国家标准检验 表1原材料的物理力学性能指标 强度 MP a 类别 水泥 磨细矿渣粉 粉煤灰 密度 g c m 3 3 1 5 2 9 2 2 6 1 比表面积 m 2 k g 3 5 0 4 3 0 4 1 0 细度 2 2 1 2 4 5 需水量比 1 0 0 1 0 5 1 0 2 2 8 d 4 4 9 3 7 3 3 8 6 7 d 2 1 0 1 5 8 1 3 0 1 2试验设计 表2为磨细矿渣粉和粉煤灰混凝土的配合比 本试验的主 要目的是为了得到矿渣粉和粉煤灰双掺后混凝土配合比的设计 方法 以混凝土强度为考查目标 为此 通过调整胶凝材料总量 磨细矿渣粉和粉煤灰掺量 其中磨细矿渣粉和粉煤灰取代水泥 量分别为3 0 4 0 5 0 6 0 磨细矿渣粉和粉煤灰的比例为 3 7 4 6 5 5 7 3 采取等量取代水泥 共设计了4 8个混凝土配 合比 较为系统地测试了混凝土强度 混凝土试验龄期为3 7 3 2 表2 1m3混凝土材料用量k g m 3 试样代号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 7 3 8 3 9 4 0 4 1 4 2 4 3 4 4 4 5 4 6 4 7 4 8 水泥 1 9 6 1 9 6 1 9 6 1 9 6 1 6 8 1 6 8 1 6 8 1 6 8 1 4 0 1 4 0 1 4 0 1 4 0 1 1 2 1 1 2 1 1 2 1 1 2 2 3 8 2 3 8 2 3 8 2 3 8 2 0 4 2 0 4 2 0 4 2 0 4 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 3 6 1 3 6 1 3 6 1 3 6 2 9 4 2 9 4 2 9 4 2 9 4 2 5 2 2 5 2 2 5 2 2 5 2 2 1 0 2 1 0 2 1 0 2 1 0 3 2 9 3 2 9 3 2 9 3 2 9 磨细矿渣 5 9 0 5 0 0 4 2 0 3 4 0 7 8 0 6 7 0 5 6 0 4 5 0 9 8 0 8 4 0 7 0 0 5 6 0 1 1 8 0 1 0 1 0 8 4 0 6 7 0 7 1 0 6 1 0 5 1 0 4 1 0 9 5 0 8 2 0 6 8 0 5 4 0 1 1 9 0 1 0 2 0 8 5 0 6 8 0 1 4 3 0 1 2 2 0 1 0 2 0 8 2 0 8 8 0 7 6 0 6 3 0 5 0 0 1 1 8 0 1 0 1 0 8 4 0 6 7 0 1 4 7 0 1 2 6 0 1 0 5 0 8 4 0 9 9 0 8 5 0 7 9 5 5 6 0 粉煤灰 2 5 0 3 4 0 4 2 0 5 0 0 3 4 0 4 5 0 5 6 0 6 7 0 4 2 0 5 6 0 7 0 0 8 4 0 5 0 0 6 7 0 8 4 0 1 0 1 0 3 1 0 4 1 0 5 1 0 6 1 0 4 1 0 5 4 0 6 8 0 8 2 0 5 1 0 6 8 0 8 5 0 1 0 2 0 6 1 0 8 2 0 1 0 2 0 1 2 2 0 3 8 0 5 0 0 6 3 0 7 6 0 5 0 0 6 7 0 8 4 0 1 0 1 0 6 3 0 8 4 0 1 0 5 0 1 2 6 0 4 2 0 5 6 0 7 9 5 8 5 0 砂 8 5 5 8 5 5 8 5 5 8 5 5 8 5 5 8 5 5 8 5 5 8 5 5 8 5 5 8 5 5 8 5 5 8 5 5 8 5 5 8 5 5 8 5 5 8 5 5 8 3 0 8 3 0 8 3 0 8 3 0 8 3 0 8 3 0 8 3 0 8 3 0 8 3 0 8 3 0 8 3 0 8 3 0 8 3 0 8 3 0 8 3 0 8 3 0 8 0 0 8 0 0 8 0 0 8 0 0 8 0 0 8 0 0 8 0 0 8 0 0 8 0 0 8 0 0 8 0 0 8 0 0 7 2 0 7 2 0 7 2 0 7 2 0 石 1 0 8 9 1 0 8 9 1 0 8 9 1 0 8 9 1 0 8 9 1 0 8 9 1 0 8 9 1 0 8 9 1 0 8 9 1 0 8 9 1 0 8 9 1 0 8 9 1 0 8 9 1 0 8 9 1 0 8 9 1 0 8 9 1 0 6 0 1 0 6 0 1 0 6 0 1 0 6 0 1 0 6 0 1 0 6 0 1 0 6 0 1 0 6 0 1 0 6 0 1 0 6 0 1 0 6 0 1 0 6 0 1 0 6 0 1 0 6 0 1 0 6 0 1 0 6 0 1 0 4 0 1 0 4 0 1 0 4 0 1 0 4 0 1 0 4 0 1 0 4 0 1 0 4 0 1 0 4 0 1 0 4 0 1 0 4 0 1 0 4 0 1 0 4 0 1 0 9 0 1 0 9 0 1 0 9 0 1 0 9 0 水 1 6 8 1 6 8 1 6 8 1 6 8 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 1 7 0 2 8 d 对2 8 d强度进行多元线性回归分析 试验结果见表3 1 3试验方法与设备 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1 0c m的立方体试件 按标准方法制备 养护与 测试 2试验结果与讨论 2 1试验结果 由表3试验结果可见 复掺磨细矿渣粉与粉煤灰大流动性 混凝土的3 7 2 8 d抗压强度发展基本一致 随龄期增加而增 长 为了解混凝土强度与水泥 矿粉 粉煤灰掺量 水胶比之间 的关系 以2 8 d强度为因变量y 水泥 磨细矿渣粉 粉煤灰掺 量 水胶比分别为自变量x 1 x2 x3 x4 建立多元线性回归方程 设回归模型为y 1x1 2x2 3x3 4x4 用E x c e l进行回归分 析 结果如表4 由表6可得回归方程y 6 2 4 8 25 0 0 4 42 5x 1 0 0 0 64 x2 0 0 8 6 7 x 3 5 8 4 0 x4 回归分析正态分布图见图1 回归方程显著性检验 表3混凝土强度MP a 试样 代号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 7 3 8 3 9 4 0 4 1 4 2 4 3 4 4 4 5 4 6 4 7 4 8 3 d强度 8 6 9 4 9 5 1 0 2 8 4 8 6 6 5 6 8 5 1 4 5 4 5 5 1 4 3 4 6 4 4 4 4 1 2 2 1 1 2 1 0 7 1 1 5 7 6 8 5 1 0 7 8 8 6 7 4 9 6 2 6 5 5 0 4 0 4 1 4 2 2 2 6 2 0 4 1 8 8 1 7 0 2 2 9 1 6 5 1 4 0 9 7 1 1 3 1 1 0 1 1 2 1 1 2 2 5 8 3 0 9 2 9 3 2 3 5 7 d强度 1 8 1 2 0 8 1 8 6 1 6 4 2 0 2 1 7 5 1 4 2 1 3 2 9 0 9 5 1 0 5 1 0 2 1 2 1 1 0 7 9 6 7 8 2 6 3 2 1 6 2 2 1 2 2 2 1 6 2 1 8 5 2 0 0 1 7 7 1 5 8 1 6 4 1 5 4 1 5 6 1 2 4 1 2 3 1 3 9 1 4 1 3 0 6 3 0 0 3 0 6 3 6 0 3 5 8 3 0 8 2 1 4 2 4 1 2 0 6 2 1 9 2 5 0 2 5 2 4 4 5 5 0 9 3 5 1 3 7 9 2 8 d强度 3 5 2 3 0 4 3 5 1 3 1 9 3 7 3 3 8 5 2 6 3 2 8 2 2 8 6 2 7 9 2 8 8 2 8 7 3 0 8 2 8 2 2 7 0 2 2 7 3 1 7 3 3 6 3 9 4 4 0 0 3 3 4 4 0 0 4 2 7 3 8 1 3 9 5 3 7 0 3 3 8 3 2 4 2 6 2 2 9 2 3 0 1 3 1 8 4 9 0 4 8 5 4 7 6 4 8 0 5 1 2 4 8 3 4 4 4 2 1 4 8 9 4 1 5 3 4 0 4 0 5 5 6 2 6 3 0 4 1 2 4 3 4 2 8 d预测 强度 3 4 3 3 3 5 3 2 7 3 2 0 3 2 4 3 1 4 3 0 4 2 9 4 3 0 6 2 9 3 2 8 0 2 6 7 2 8 8 2 7 2 2 5 7 2 4 1 4 1 6 4 0 6 3 9 7 3 8 8 3 9 4 3 8 2 3 6 8 3 5 5 3 7 1 3 5 6 3 4 0 3 2 4 3 4 9 3 3 0 3 1 1 2 9 2 4 9 4 4 8 3 4 7 1 4 5 9 4 6 7 4 5 1 4 3 5 4 1 9 4 3 9 4 1 9 4 0 0 3 8 0 5 3 6 5 2 3 5 0 2 4 9 6 用鲍罗米公式 计算的强度 3 2 9 2 8 1 4 0 3 3 4 4 5 0 0 4 2 8 3 3 表4回归统计 数值 0 8 8 0 1 9 1 6 1 6 0 7 7 4 7 3 7 2 8 1 0 7 5 3 7 8 2 6 0 9 4 3 2 7 8 8 1 5 9 5 4 8 项目 简单相关系数 判定系数 调整相关系数 标准误差 观测值 回归分析只能说明混凝土强度与水泥 磨细矿渣粉 粉煤 灰 水胶比间有十分显著的线性关系 但所得回归方程并没有 考虑材料性质的影响 无普遍意义 为找到普遍适用的公式 对 水泥 磨细矿渣粉 粉煤灰复掺的水泥胶砂强度进行了试验 磨 细矿渣粉 粉煤灰取代量3 0 和5 0 矿粉 粉煤灰各占一半 试验结果见表7 把所得胶砂强度代入鲍罗米公式 f c u a fc e C W b 估算2 8 d强度 公式中C以水泥 磨细矿渣粉和粉煤灰总 量计算 f c e为掺磨细矿渣粉和粉煤灰的胶砂强度 结果列入表2 可见两种方法预测的强度非常接近 因此对于复掺磨细矿渣 粉 粉煤灰的混凝土配合比 只需确定水泥 磨细矿渣粉 粉煤 灰复掺的胶砂强度 即可以参照鲍罗米公式计算混凝土的初步 配合比 用于指导生产 3结语 1 复掺矿粉和粉煤灰的混凝土强度与水泥 磨细矿渣粉 粉煤灰用量和水胶比有十分显著的线性关系 混凝土强度随胶 凝材料用量增加而增长 磨细矿渣粉 粉煤灰取代水泥量可达 4 0 而混凝土强度不会显著降低 磨细矿渣粉 粉煤灰的比例 以1 1为佳 2 影响混凝土强度最主要的因素是水胶比 提高混凝土 强度最主要的措施是降低用水量 3 确定水泥 磨细矿渣粉 粉煤灰复掺的胶砂强度即可参 照鲍罗米公式计算混凝土的初步配合比 用于指导生产 参考文献 1 李云雁 胡传荣 试验设计与数据处理 M 北京 化学工业出版社 2 0 0 5 2 涂虬 E x c e l在回归分析中的应用 J 武钢职工大学学报 2 0 0 1 6 作者简介 赵俊梅 1 9 6 2 女 硕士 教授 主要从事建筑材料方面的 研究 单位地址 内蒙古科技大学1 7号信箱 0 1 4 0 1 0 联系电话 0 4 7 2 2 5 1 4 1 3 0 图1回归分析正态分布图 1 相 关 系 数 检 验R 0 8 8 01 9 16 1 6 根 据 0 0 5 n 4 8 m 4查相关系数临界值表 得r m i n 0 4 4 3 5 所以R rm i n 所得的经 验公式有意义 2 F检验从F分布表中查得F 0 0 5 4 4 3 2 5 9 F 0 0 1 4 4 3 3 8 3 F F 0 0 5 4 4 3 而F 0 0 5 4 4 3 水泥 粉煤 灰 磨细矿渣粉 表5方差分析 F发生的概率 2 1 3 6 6 5 1 0 1 3 回归分析 残差 总计 自由度 4 4 3 4 7 差异源 2 7 7 0 0 2 9 8 0 5 4 1 4 3 5 7 5 4 4 3 平均总变差 6 9 2 5 0 7 3 0 1 8 7 3 0 5 6 统计量 3 6 9 7 2 0 5 5 表6回归分析总表 截距 水泥 矿粉 粉煤灰 水胶比 回归系数 6 2 4 8 0 8 7 6 3 7 0 0 4 4 2 5 5 8 4 7 0 0 0 6 3 7 6 6 6 0 0 8 6 7 0 2 2 6 1 5 8 3 9 8 8 6 4 标准误差 6 0 6 3 6 0 5 0 0 8 3 2 8 2 0 0 9 1 0 3 3 0 0 9 0 8 9 4 6 2 1 0 9 7 9 t统计量 1 0 3 0 4 2 5 0 5 3 1 4 0 0 7 0 0 4 8 0 9 5 3 8 8 0 9 4 0 2 5 概率P 0 3 0 8 5 7 2 0 1 3 0 5 9 7 8 7 5 9 9