信息熵未確知測度理論在混凝土再生粗骨料質(zhì)量優(yōu)選中的應(yīng)用

孫艷云+郝偉

摘 要：隨著中國城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程的加快，建筑垃圾的產(chǎn)量將越來越多，再生混凝土的應(yīng)用不僅能夠解決建筑廢棄物日益增多的難題，而且可以節(jié)約大量的砂石資源。為了對混凝土再生粗骨料質(zhì)量進(jìn)行排序和優(yōu)選，基于信息熵—未確知測度理論構(gòu)建了混凝土再生粗骨料質(zhì)量評價模型。根據(jù)《混凝土用再生骨料標(biāo)準(zhǔn)》確定評價指標(biāo)體系和單指標(biāo)測度函數(shù)；利用信息熵理論確定各指標(biāo)的權(quán)重，依據(jù)各個指標(biāo)的樣本實測結(jié)果計算單指標(biāo)測度評價矩陣和多指標(biāo)測度評價向量；按照置信度識別準(zhǔn)則進(jìn)行質(zhì)量等級評判并應(yīng)用實例分析檢驗該方法的有效性。結(jié)果表明，信息熵未確知測度理論不僅可以對單個樣本進(jìn)行質(zhì)量等級評價，還對評價結(jié)果處于同一級別內(nèi)的樣本質(zhì)量的好壞進(jìn)行排序。

關(guān)鍵詞：粗骨料；未確知測度理論；質(zhì)量評價；信息熵

中圖分類號：TU528

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-4764（2017）05-0087-06

Abstract：With the acceleration of Chinas urbanization drive， construction wastes are on the rise. The application of recycled coarse aggregate could reduce the increasing construction wastes and save abundant sand resources. In order to sort and optimize the quality of recycled coarse aggregate， the quality evaluation model of recycled coarse aggregate is established based on the information entropy theory. The evaluation index system and single-index measurement functions are determined on the basis of Recycled Coarse Aggregate for Concrete. The weights of these indices are obtained from the information entropy theory. The evaluation matrix of single-index measurement and multiple-index evaluation vector are calculated according to the field data. The quality grade is assessed with credible recognition criteria. An analysis instance is shown， which verified the effectiveness of the proposed model. The result shows that the information entropy and uncertainty measurement theory can be applied to quality evaluation of single sample and distinguish quality of the same grade.

Keywords：coarse aggregate； uncertainty measurement theory ； quality assessment； information entropy

隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐的加快，產(chǎn)生的建筑垃圾越來越多，然而這些建筑垃圾并沒有得到再利用，大多數(shù)采取填埋或堆放的處理方式，這不僅浪費了土地資源，而且影響城市環(huán)境和衛(wèi)生質(zhì)量。從保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源的觀點出發(fā)，再生混凝土粗骨料在建筑工程中的應(yīng)用受到人們越來越廣泛的關(guān)注[1-2]。再生混凝土粗骨料是綠色建材，不僅符合可持續(xù)發(fā)展的要求，而且具有廣泛的應(yīng)用前景，世界上許多發(fā)達(dá)國家和地區(qū)早已對利用舊混凝土生產(chǎn)再生混凝土粗骨料進(jìn)行了研究[3-8]。盡管中國對混凝土再生粗骨料的研究起步較晚，但許多高等院校和科研機構(gòu)在再生骨料方面做了很多的基礎(chǔ)研究工作，并獲得了大量的科研成果[9-13]。再生混凝土研究的一個重要方向就是再生混凝土骨料（recycled concrete aggregate， RCA）質(zhì)量等級的劃分與評判[14]。如何根據(jù)再生混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件所處環(huán)境與擬建工程類別選擇相應(yīng)等級的再生粗骨料成為一個重要的研究課題[15]。GB/T 25177—2010僅給出了微粉含量、泥塊含量、壓碎指標(biāo)、堅固性等單指標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)，而沒有對再生混凝土粗骨料的綜合質(zhì)量進(jìn)行等級劃分。筆者基于試驗得出各單指標(biāo)評價結(jié)果，運用信息熵確定各單項指標(biāo)的權(quán)重，利用未確知測度理論建立再生混凝土粗骨料質(zhì)量等級評價模型。

1 信息熵未確知測度理論

3.6 評價結(jié)果分析

從表3的評價結(jié)果，不難發(fā)現(xiàn)，除M1的質(zhì)量等級為C2級外，其余4個樣本的評價結(jié)果相同都為C1級，而在C1級范圍內(nèi)M2、M3、M4、M5從好到壞的排序為：M3、M4、M2、M5。信息熵未確知測度理論不僅可以對單個樣本進(jìn)行質(zhì)量等級評價，而且，對同一等級范圍內(nèi)的樣本質(zhì)量優(yōu)劣進(jìn)行區(qū)分。

4 結(jié)論

1）對各指標(biāo)的權(quán)重應(yīng)用信息熵理論賦權(quán)，避免了人為主觀因素的影響，使評價結(jié)果更具有科學(xué)性。

2）信息熵未確知測度理論通過用測度函數(shù)建立單指標(biāo)測度矩陣的方法克服了樣本位于同一評價等級范圍內(nèi)時難以區(qū)分其質(zhì)量優(yōu)劣的問題，使評價結(jié)果更加準(zhǔn)確。endprint

3）基于信息熵未確知測度理論，并參考中國混凝土用再生骨料標(biāo)準(zhǔn)，建立再生混凝土粗骨料質(zhì)量評價模型，對多個樣本的質(zhì)量等級進(jìn)行評價和排序，可以在有限的條件下實現(xiàn)對再生混凝土粗骨料的科學(xué)利用，為資源的節(jié)約和合理使用提供了重要依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 呂智英. 混凝土再生骨料的研究動態(tài)與發(fā)展趨勢[J].混凝土，2010（6）：77-81.

LYU Z Y.Study dynamics and development trend of recycled aggregate and concrete [J]. Concrete，2010（6）：77-81.（in Chinese）

[2] 孫躍東，周德源.我國再生混凝土的研究現(xiàn)狀和需要解決的問題[J].混凝土，2006（4）：25-28.

SUN Y D，ZHOU D Y. The present study state and problems to be solved on recycled concrete in China [J].Concrete，2006（4）：25-28.（in Chinese）

[3] 朱紅兵，趙耀，雷學(xué)文. 再生混凝土研究現(xiàn)狀及研究建議[J]. 公路工程，2013，38（1）：98-102.

ZHU H B，ZHAO Y，LEI X W.Current situation and suggestion on recycled concrete research[J].Highway Engineering， 2013，38（1）：98-102.（in Chinese）

[4] ETXEBERRIA M，VAZQUEZ E，MARI A，et al.Influence of amount of recycled coarse aggregates and production process on properties of recycled aggregate concrete[J].Cement and Concrete Research，2007，37：735-742.

[5] KHATIB J M. Properties of concrete incorporating fine recycled aggregate [J].Cement and Concrete Research，2005，35：763-769.

[6] VIVIAN W Y，TAM C M A.Diversifying two-stage mixing approach（TSMA） for recycled aggregate concrete：TSMAS and TSMASC[J].Construction and Building Materials，2008，22：461-468.

[7] POON C S，SHUI Z H，LAM L.Effect of microstructure of ITZ on compressive strength of concrete prepared with recycled aggregates[J]. Construction and Building Materials，2004，18：461-468.

[8] MARTA S D J， PILAR A G.Study on the influence of attached mortar content on the properties of recycled concrete aggregate[J]. Construction and Building Materials，2009，23：872-877.

[9] LI X P.Recycling and reuse of waste concrete in China.Part I.Material behaviour of recycled aggregate concrete[J].Conservation and Recycling，2008，53：36-40.

[10] 于江，梁芮，秦?fù)碥? C30再生粗骨料混凝土的性能試驗研究[J]. 建筑科學(xué)，2015，31（1）：59-63.

YU J，LIANG R，QIN Y J.Study on properties of C30 recycled coarse aggregate concrete [J].Building Science，2015，31（1）：59-63.（in Chinese）

[11] 崔正龍，童華彬，吳翔宇. 再生粗骨料的形態(tài)及性質(zhì)對混凝土力學(xué)性能影響研究[J]. 硅酸鹽通報，2014，33（9）：2429-2433.

CUI Z L，TONG H B，WU X Y. Shapes and properties of recycled coarse aggregate on mechanical properties of concrete [J].Bulletin of the Chinese Ceramic Society，2014，33（9）：2429-2433.（in Chinese）

[12] 李秋義，李云霞，朱崇績.基于需水量比和強度比的再生粗骨料分類方法[J].材料科學(xué)與工藝，2007，15（4） ：480-483.

LI Q Y，LI Y X，ZHU C J.The study on the classification method o f the recycled coarse aggregate based on the ratio of water dosage and the ratio of compressive strength[J]. Materials Science & Technology， 2007，15 （4） ：480-483.（in Chinese）endprint

[13] 嚴(yán)捍東，吳仕成，桂苗苗. 再生粗骨料最大堆積密度及其對混凝土性能影響[J]. 建筑材料學(xué)報，2015，18（3）：482-485.

YAN H D，WU S C，GUI M M. Maximum packing density of recycled coarse aggregate and its effects on properties of concrete[J].Journal of Building Materials，2015，18（3）：482-485.（in Chinese）

[14] 王思源，朱平華，姚榮，等. 再生混凝土粗骨料質(zhì)量等級模糊綜合評估方法[J].混凝土，2010（7）：87-89.

WANG S Y，ZHU P H，YAO R，et al. Fuzzy synthesis method for evaluating quality class of recycled concrete coarse aggregate[J].Concrete， 2010（7）：87-89.（in Chinese）

[15] 鮑學(xué)英，王起才，張磊. 基于灰色關(guān)聯(lián)分析的再生混凝土粗骨料質(zhì)量優(yōu)選研究[J]. 硅酸鹽通報，2014，33（4）： 741-745.

BAO X Y，WANG Q C，ZHANG L.Research on quality optimization of recycled concrete coarse aggregate based on grey correlation analysis [J].Bulletin of the Chinese Ceramic Society，2014，33（4）：741-745.（in Chinese）

[16] 馬超. 基于未確知測度理論礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全評價研究[D].西安：西安科技大學(xué)，2005：26-29.

MA C .The safety evaluation study of the ventilation system in coal mine based on the theory of the uncertainty measurement theory[D].Xi′an： Xi′an University of Science and Technology， 2005：26-29.（in Chinese）

[17] 鄭一峰，李龍，房瑋，等.基于信息墑一未確知測度理論的公路橋梁耐久性評價[J].東北大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2014（8）：1206-1210.

ZHENG Y F，LI L，F(xiàn)ANG W，et al.Durability assessment of highway bridges based on information entropy and uncertainty measurement theory[J]. Journal of Northeastern University（Natural Science），2014（8）：1206-1210.（in Chinese）

[18] QING S.Attribute reduction of multi-valued information system based on conditional information entropy [C]//Proceedings of IEEE International Conference on Granular Computing.Beijing：Science Press，2008：562-566.

[19] ZENG H L，XIAO H Z.Redundant date processing based on rough-fuzzy approach[J].Rough Sets and Knowledge Technology，2006，20（3）：156-161.

[20] 李軍霞，工常明，王鋼城.基于組合賦權(quán)一未確知測度理論的滑坡危險性評價[J].巖土力學(xué)，2013，34 （2） ：468 -474.

LI J X，WANG C M，WANG G C.Landslide risk assessment based on combination weight-uncertainty measurement theory [J].Rock and Soil Mechanics，2013，34 （2）：468-474.（in Chinese）

（編輯 胡玲）endprint