基于灰色關(guān)聯(lián)的再生混凝土電通量的研究

何鵬飛 杜淵博

(1.中鐵二十局集團(tuán)第六工程有限公司，陜西 咸陽(yáng) 710032； 2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150090)

基于灰色關(guān)聯(lián)的再生混凝土電通量的研究

何鵬飛1杜淵博2

(1.中鐵二十局集團(tuán)第六工程有限公司，陜西 咸陽(yáng) 710032； 2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150090)

為了分析再生骨料對(duì)混凝土電通量的影響，以五種不同的再生骨料為研究對(duì)象，通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)方法進(jìn)行計(jì)算分析，結(jié)果表明：吸水率和表觀密度對(duì)再生混凝土的電通量影響較大，而空隙率和壓碎指標(biāo)的影響較小。

灰色關(guān)聯(lián)，再生骨料，電通量

1 概述

再生骨料是將廢舊混凝土經(jīng)過(guò)破碎和篩分并按一定比例混合而形成的粗骨料，利用再生骨料部分或者全部替代普通骨料所形成的混凝土[1]。再生混凝土可以有效利用建筑垃圾，實(shí)現(xiàn)建筑資源的重復(fù)利用，是混凝土綠色、可持續(xù)發(fā)展的重要途徑[2,3]。因此國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)再生混凝土做了大量的工作，但主要集中在再生混凝土的力學(xué)性能方面[4-7]，對(duì)其耐久性方面的研究較少，尤其是再生骨料對(duì)混凝土電通量影響的研究較為薄弱[8]。再生骨料對(duì)混凝土的電通量的影響因素較多，而且各個(gè)因素之間存在耦合效應(yīng)，針對(duì)這種隨機(jī)性、模糊和灰色的關(guān)系，本文基于灰色關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)方法定性分析了再生骨料各因素對(duì)混凝土電通量的影響，分析結(jié)果可為配置高性能再生混凝土提供指導(dǎo)。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)原材料

試驗(yàn)用普通硅酸鹽水泥(P.O42.5)，普通粗集料為石灰?guī)r碎石，最大粒徑為20 mm，細(xì)集料為天然的河砂，UNF-5高效減水劑，再生粗集料為五種不同的再生骨料，粒徑為5 mm～26.5 mm，分別編號(hào)為：ZG-1，ZG-2，ZG-3，ZG-4，ZG-5，各項(xiàng)性能測(cè)試結(jié)果見表1。

表1 再生骨料指標(biāo)實(shí)測(cè)值

2.2 混凝土配合比

配置水灰比為0.4的混凝土，再生骨料和普通骨料的質(zhì)量比為1∶2，混凝土拌合物的坍落度為70 mm～90 mm，具體數(shù)據(jù)見表2。

2.3 測(cè)試方法

電通量測(cè)試參照GB/T 50082—2009普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法中抗氯離子滲透試驗(yàn)中的“電通量法”進(jìn)行。

表2 再生混凝土配合比 kg/m3

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

GB/T 25177—2010混凝土再生骨料標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)再生骨料的質(zhì)量等級(jí)提出了10項(xiàng)不同的指標(biāo)：顆粒級(jí)配、表觀密度、空隙率和壓碎指標(biāo)等。再生骨料對(duì)混凝土的電通量的影響因素較多，而且各個(gè)因素之間存在耦合效應(yīng)，因此有必要分析這幾種因素中對(duì)再生混凝土電通量影響的主要因素和次要因素，以便于在實(shí)際生產(chǎn)中抓住主要矛盾從而指導(dǎo)工程中再生混凝土的生產(chǎn)，配制出性能優(yōu)良的再生混凝土?；疑P(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)方法可以處理這種隨機(jī)性和模糊的關(guān)系，非常適合動(dòng)態(tài)歷程分析。

灰色系統(tǒng)理論是對(duì)部分信息未知，部分信息已知的不確定性系統(tǒng)進(jìn)行研究，它通過(guò)對(duì)灰色系統(tǒng)中“部分”的已掌握的已知信息的數(shù)據(jù)序列生成、開發(fā)、分析和建模實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的認(rèn)知和正確描述。灰色關(guān)聯(lián)分析方法的基本思路是根據(jù)要關(guān)聯(lián)比較的數(shù)據(jù)序列所形成曲線的幾何形狀的相似程度來(lái)判斷序列關(guān)聯(lián)是否緊密。曲線形狀或趨勢(shì)越接近，數(shù)據(jù)序列間的關(guān)聯(lián)度就越大，反之就越小。

3.1 灰色關(guān)聯(lián)理論

3.2 基于灰色關(guān)聯(lián)分析骨料對(duì)再生混凝土電通量的影響

對(duì)再生混凝土進(jìn)行電通量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

選擇混凝土的電通量為母序列，選擇為再生骨料的各因素為子序列，進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)計(jì)算，處理后的子序列矩陣為：

處理后的母序列矩陣為：

B=(1.000 1.159 1.085 1.215 0.935)T。

求母序列與子序列絕對(duì)差的矩陣為：

求關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣為:

求關(guān)聯(lián)度矩陣為：

γ11=(0.904 0.895 0.627 0.812 0.938)T。

由灰色關(guān)聯(lián)的計(jì)算結(jié)果可知，再生骨料的吸水率和表觀密度對(duì)電通量的影響較大，而空隙率和壓碎指標(biāo)對(duì)再生混凝土的電通量影響較小。再生骨料的吸水率越大，則骨料內(nèi)部的孔隙越多[9]，為氯離子的擴(kuò)散提供較多的孔道，導(dǎo)致混凝土的電通量顯著增加，同時(shí)吸水率較高的再生骨料表面包裹的舊砂漿較多，顯著增加了混凝土中界面的面積，混凝土中界面體積含量和孔隙率提高，使得氯離子滲透速度增高，混凝土的電通量增大；表觀密度較大的再生骨料中舊砂漿的含量較低，混凝土中的界面體積與孔隙率較低，混凝土的電通量減小，因此配置抗?jié)B性再生混凝土需要吸水率較低和表觀密度較大的再生骨料。

表3 再生混凝土電通量測(cè)試結(jié)果 C

4 結(jié)語(yǔ)

再生骨料對(duì)混凝土的電通量的影響因素較多，而且各個(gè)因素之間存在耦合效應(yīng)，針對(duì)這種隨機(jī)性、模糊和灰色的關(guān)系，本文基于灰色關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)方法定性分析了再生骨料各因素對(duì)混凝土電通量的影響，結(jié)果表明再生骨料的吸水率和表觀密度對(duì)電通量的影響較大，而空隙率和壓碎指標(biāo)對(duì)再生混凝土的電通量影響較小。再生骨料的吸水率較高、表觀密度小，則混凝土內(nèi)部的孔隙和界面較多，混凝土的電通量較大，因此為配置抗?jié)B性再生混凝土需要吸水率較低和表觀密度較大的再生骨料，計(jì)算結(jié)果可為配置性能優(yōu)良的再生骨料混凝土提供指導(dǎo)。

[1] 姚 武.綠色混凝土[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2006:23-25.

[2] 劉金彩.綠色建材及其可持續(xù)發(fā)展[J].山東建材，2004(5):113-115.

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[4] 李佳彬,肖建莊,孫振平.再生粗骨料特性及其對(duì)再生混凝土性能的影響[J].建筑材料學(xué)報(bào)，2004(12):390-395.

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[9] 孫躍東,肖建莊.再生混凝土骨料[J].混凝土，2004(6)：47-49.

Study on the electric flux of recycled concrete based on grey correlation

He Pengfei1Du Yuanbo2

(1.The6thEngineeringCo.,LtdofChinaRailway20BureauGroup,Xianyang710032,China；2.SchoolofTransportationScienceandEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150090,China)

In order to analyze the influence of recycled aggregate on concrete electric flux, five different recycled aggregates as the search object, thought grey relational degree to establish the model for analysis, the results show that: the water absorption and the apparent density have great influence on the electric of recycled concrete, but the void fraction and the crush index have smaller effect.

grey correlation， recycled concrete， electric flux

2015-05-25

何鵬飛(1987- )，男，助理工程師； 杜淵博(1987- )，男，在讀博士

1009-6825(2015)22-0124-02

TU528

A