多因素對(duì)聚合物水泥基功能梯度混凝土電通量的影響

苗福生，馬海龍，劉寧，楊建森

(1 寧夏大學(xué)土木與水利工程學(xué)院，寧夏 銀川 750021；2 寧夏大學(xué)檔案館，寧夏 銀川 750021)

1999年，國(guó)內(nèi)首次引入梯度的概念[1]研究水泥基混凝土的界面問(wèn)題，梯度混凝土的設(shè)計(jì)從一定程度上改善了水泥基材料的界面薄弱、功能單一、抗拉強(qiáng)度低、韌性差等問(wèn)題[2-3]。這為研究如何提高混凝土的抗?jié)B性能提供了一個(gè)思路。經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，混凝土材料通過(guò)添加聚合物進(jìn)行改性[4-7]，能應(yīng)用在特設(shè)的場(chǎng)合及環(huán)境中，尤其是重要的地下工程。改性后的聚合物水泥基混凝土(polymer cement-based concrete, PCC)，可以作為功能梯度混凝土的保護(hù)功能層提高整體結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性能。為了提高混凝土的抗?jié)B性能，本文試驗(yàn)在PCC選料上，剔除傳統(tǒng)混凝土的粗骨料組分，嚴(yán)格控制細(xì)骨料最大粒徑及質(zhì)量，采用超細(xì)粉體材料進(jìn)一步密實(shí)填充，消除或細(xì)化界面過(guò)渡區(qū)(界面弱區(qū))，弱化或消除混凝土侵蝕快速通道，提高混凝土微結(jié)構(gòu)密實(shí)度[8]；同時(shí)，添加聚合物以改善混凝土內(nèi)部孔的結(jié)構(gòu)和分布。聚合物的添加使PCC的孔隙率大大降低，顯著改善微觀(guān)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，能增強(qiáng)集料與水泥石之間的黏結(jié)強(qiáng)度，進(jìn)一步減小界面弱區(qū)厚度，使材料的抗?jié)B性能得到進(jìn)一步提升。PCC的性能對(duì)功能梯度混凝土的整體性能影響至關(guān)重要，因此，PCC的組成設(shè)計(jì)具有重要的理論意義。本文采用正交設(shè)計(jì)方案，研究水膠比、粉煤灰、硅粉、聚丙烯酸酯乳液對(duì)PCC電通量的影響，在此基礎(chǔ)上確定電通量最小的PCC配比組成，并進(jìn)一步通過(guò)多元非線(xiàn)性回歸模型驗(yàn)證影響規(guī)律。研究對(duì)于制備低滲透性的功能層材料PCC具有一定參考意義。

1 材料與方法

1.1 原材料

水泥采用寧夏賽馬水泥有限公司生產(chǎn)的P.O 52.5R普通硅酸鹽水泥，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合GB 175—2007[9]；粉煤灰采用華電寧夏靈武發(fā)電有限公司生產(chǎn)的F類(lèi)I級(jí)粉煤灰，各物理性能均符合GB/T 1596—2005[10]；硅粉由寧夏融通實(shí)業(yè)有限公司提供，質(zhì)量含量為97.24%；骨架材料為25～60目和60～80目人工石英砂，各50%，產(chǎn)自寧夏石嘴山市大武口區(qū)賀蘭山石英廠(chǎng)；減水減縮劑采用北京恒安減水減縮劑廠(chǎng)配制的聚羧酸高效減水減縮劑；聚丙烯纖維長(zhǎng)度6 mm，由山東泰安同伴工程塑料有限公司生產(chǎn)；聚合物采用太原市晉源區(qū)晉遠(yuǎn)建材廠(chǎng)生產(chǎn)的聚丙烯酸酯乳液；拌合水選用飲用自來(lái)水。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)功能梯度混凝土設(shè)計(jì)需要，作為抗?jié)B功能層的PCC試驗(yàn)強(qiáng)度設(shè)計(jì)等級(jí)為C60。試驗(yàn)采用正交設(shè)計(jì)。

1.2.1 選擇因素水平

本試驗(yàn)選取對(duì)PCC性能影響較大的4個(gè)因素：水膠比A、粉煤灰摻量B、硅粉摻量C、聚丙烯酸酯乳液D，每種因素選取3個(gè)水平。因素水平見(jiàn)表1。

表1 PCC正交設(shè)計(jì)因素水平表Tab.1 Factors and levels table of PCC orthogonal design

1.2.2 選擇正交表

本試驗(yàn)是四因素三水平試驗(yàn)，全面試驗(yàn)法需要做34=81次試驗(yàn)，而選取正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，只需要3+(4-1)×(3-1)=9次試驗(yàn)。從Ln(rm)型中選取正交表[11]，其中，n為試驗(yàn)次數(shù)，r為水平，m為因素，根據(jù)試驗(yàn)需要，選取L9(34)正交表，正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案表見(jiàn)表2。

表2 PCC正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案表Tab.2 PCC orthogonal design test schemes

1.2.3 確定試驗(yàn)用料配比表

PCC正交試驗(yàn)用料配合比見(jiàn)表3。

表3 PCC正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)用料配合比表Tab.3 Material proportion table for PCC orthogonal design test kg/m3

1.3 試件制備及養(yǎng)護(hù)

試件制備及養(yǎng)護(hù)參考GB/T 17671—1999[12]、DL/T 5126—2001[13]、CECS 18—2000[14]。將骨架材料1∶1分別倒入攪拌機(jī)干拌30 s；將膠凝材料倒入攪拌機(jī)干拌1 min；將聚丙烯纖維倒入干拌1 min；將減水劑倒入80%的水中拌勻，再將乳液倒入拌勻，后將混合液倒入攪拌機(jī)，攪拌5 min；將剩余的20%的水倒入攪拌機(jī)攪拌2 min；卸料、入模具，澆筑成型。澆筑成型在溫度(20±3)℃，相對(duì)濕度60%以上的試驗(yàn)室進(jìn)行。

試件澆筑、振搗、成型、抹平后，覆膜，并在膜外淋水，48 h(從加拌和水?dāng)嚢栝_(kāi)始計(jì)算齡期)后脫模；脫模后，在溫度(20±3)℃水中養(yǎng)護(hù)7 d；水養(yǎng)7 d后，在干養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)至齡期。

1.4 電通量試驗(yàn)

電通量測(cè)量參照GB/T 50082—2009[15]進(jìn)行，測(cè)定電通量的為養(yǎng)護(hù)齡期28 d的φ(100±1) mm×(50±2) mm圓柱體試件。使用中國(guó)建筑科學(xué)研究院制造的混凝土電通量測(cè)定儀測(cè)定。測(cè)試前用打磨機(jī)將養(yǎng)護(hù)齡期28 d的試塊表面打磨光滑，圓柱側(cè)面用臘涂刷，放入真空飽水儀中，蓋好上蓋，使真空室處于密閉狀態(tài)；打開(kāi)開(kāi)關(guān)，進(jìn)入干抽階段，真空室內(nèi)氣壓降至1～5 kPa，并保持此真空度3 h；之后儀器進(jìn)入注水階段，去離子水被抽入真空室，當(dāng)液面淹沒(méi)試件，注水階段停止；開(kāi)始濕抽階段，再保持1～5 kPa的真空度1 h，之后關(guān)閉開(kāi)關(guān)；打開(kāi)排氣閥，使真空室恢復(fù)常壓，并繼續(xù)浸泡(18±2) h。真空飽水結(jié)束后將試件取出擦干，并安裝于試驗(yàn)槽內(nèi)，保證試件與試驗(yàn)槽之間密封。將質(zhì)量濃度為3.0%的NaCl溶液注入試驗(yàn)槽負(fù)極一側(cè)，將摩爾濃度為0.3 mol/L的NaOH溶液注入試驗(yàn)槽正極一側(cè)，注入NaCl溶液的試驗(yàn)槽與混凝土電通量測(cè)定儀的負(fù)極相連，注入NaOH溶液的試驗(yàn)槽與混凝土電通量測(cè)定儀的正極相連，啟動(dòng)軟件，開(kāi)始測(cè)量。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)結(jié)果

正交試驗(yàn)試樣的電通量試驗(yàn)結(jié)果平均值見(jiàn)表4。

表4 PCC 28 d齡期6 h電通量正交試驗(yàn)結(jié)果表Tab.4 Orthogonal test results table for 6 hours electric flux of PCC at 28 days age

注：電通量的值為每個(gè)水平下3個(gè)重復(fù)試驗(yàn)的平均值。

2.2 結(jié)果分析

2.2.1 直觀(guān)分析

從表4的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，9組試驗(yàn)中，MZJ1的電通量最小，為331.5 C，相應(yīng)的試驗(yàn)因素水平組合為A1B1C1D1，其對(duì)應(yīng)的配方為水膠比0.22、粉煤灰25%，硅粉5%，聚丙烯酸酯乳液6%；MZJ2的次之，為341.2 C，相應(yīng)的因素水平組合為A1B2C2D2，其對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)配方為水膠比0.22、粉煤灰30%，硅粉7.5%，聚丙烯酸酯乳液8%。從試驗(yàn)結(jié)果可以確定，水膠比的最佳水平為A1，即，水膠比0.22為最優(yōu)。試驗(yàn)的最優(yōu)配方，還要通過(guò)進(jìn)一步分析才能確定。

2.2.2 極差分析

在正交試驗(yàn)分析中，極差分析是通過(guò)對(duì)每一個(gè)因素各水平對(duì)應(yīng)指標(biāo)值的和的平均值做極差(極大值與極小值的差)，由此反映相應(yīng)因素水平波動(dòng)時(shí)試驗(yàn)指標(biāo)的變化幅度。極差R的意義是，對(duì)于考察指標(biāo)的某個(gè)因素的極差，R越大，說(shuō)明該因素的水平變化(在試驗(yàn)范圍內(nèi)取值的變化情況)對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響越大，即該因素的影響越重要；反之，R越小，該因素的影響越不重要。由此，可以根據(jù)R的大小順序判斷因素的主次順序。

PCC正交試驗(yàn)試樣的電通量極差計(jì)算及分析由DPS V14.10完成，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 PCC 28 d齡期6 h電通量正交試驗(yàn)極差分析表Tab.5 Range analysis table of orthogonal test for 6 hours electric flux of PCC at 28 days age

表5中值的計(jì)算說(shuō)明如下：

Kij(i=1、2、3，j取A、B、C、D)為第j因素在第i水平下對(duì)應(yīng)指標(biāo)值的和；

kij(i=1、2、3；j取A、B、C、D)為第j因素在第i水平下對(duì)應(yīng)指標(biāo)值和的平均值，電通量小者為優(yōu)；

R=max(kij)-min(kij)，R的大小順序決定因素的主次順序。

電通量的值為每個(gè)水平下3個(gè)重復(fù)試驗(yàn)的計(jì)算結(jié)果。

根據(jù)表5的計(jì)算結(jié)果，對(duì)PCC 28 d 6 h電通量，用MATLAB R2015b做因素與指標(biāo)趨勢(shì)圖——影響趨勢(shì)圖。每個(gè)因素分別以表5中的kij(i=1、2、3，j取A、B、C、D)的值作縱坐標(biāo)，以各因素水平分別作為橫坐標(biāo)作圖，得到電通量與各因素水平的影響趨勢(shì)圖，如圖1所示。

圖1 PCC 28 d齡期6 h電通量與因素水平影響趨勢(shì)圖Fig.1 Influence trend chart of 6 hours electric flux and factors & levels of PCC at 28 days age

從表5中電通量的極差R可以看出，4個(gè)因素的主次順序?yàn)锳DCB，即影響因素的重要程度為：水膠比>聚丙烯酸酯乳液>硅粉>粉煤灰。

由電通量的極差比較所確定的影響因素的主次順序可以看出，水膠比對(duì)電通量的影響最大，是電通量的重要影響因素。聚丙烯酸酯乳液對(duì)電通量的影響次之，但強(qiáng)于其他因素，說(shuō)明聚合物的添加對(duì)混凝土具有改性作用，其添加量對(duì)電通量能帶來(lái)較大的影響[4-7]。聚合物的添加有效地改善了混凝土內(nèi)部孔的結(jié)構(gòu)和分布，減小了孔隙率，增加了微孔及其數(shù)量，其形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以阻止外部有害物質(zhì)進(jìn)入到混凝土內(nèi)部，避免或減少了有害物質(zhì)進(jìn)入內(nèi)部所發(fā)生的物理或化學(xué)反應(yīng)，起到保護(hù)整體結(jié)構(gòu)的作用，使材料性能，尤其是抗?jié)B性能得到增強(qiáng)。同時(shí)，混凝土脆性變小，抗變形能力增強(qiáng)，可以有效防止混凝土因自身或外界應(yīng)力開(kāi)裂，從而達(dá)到提高抗?jié)B的功能。粉煤灰的添加量對(duì)電通量影響最低，粉煤灰的添加具有物理作用和化學(xué)作用[16]。由于粉煤灰的顆粒大部分是球形且表面光滑，粒徑遠(yuǎn)小于混凝土的集料，其物理作用表現(xiàn)為形態(tài)效應(yīng)和“微集料”填充效應(yīng)，光滑的球形顆?？梢愿纳苹炷恋暮鸵仔?，“微集料”填充效應(yīng)可以減少混凝土中有害孔的比例；其化學(xué)作用表現(xiàn)為具有火山灰效應(yīng)，火山灰反應(yīng)是一個(gè)緩慢的過(guò)程，早期反應(yīng)程度很低，隨著齡期的增長(zhǎng)，粉煤灰參與反應(yīng)的程度增高，但1 a齡期的反應(yīng)程度仍低于30%。粉煤灰雖然對(duì)混凝土的電通量具有改善作用，但，是次要影響因素，其水平的選擇可以視具體情況而定。硅粉對(duì)電通量的影響為第3。硅粉的添加同樣具有物理作用和化學(xué)作用。硅粉的顆粒細(xì)小，遠(yuǎn)小于粉煤灰和水泥的粒徑，平均粒徑為0.1～0.2 μm，硅粉可填充在水泥顆粒的空隙中，上萬(wàn)個(gè)硅粉顆粒圍繞在水泥顆粒周?chē)?，使?jié){體體系的堆積密度很高，這種填充作用類(lèi)似于粉煤灰的“微集料”填充效應(yīng)；硅粉中的非晶態(tài)SiO2具有很高的火山灰活性，其早期活性高于粉煤灰，在混凝土早期就參與一定的反應(yīng)，對(duì)提高混凝土的早期電通量較為明顯，其摻量不宜超過(guò)10%，雖然硅粉的添加對(duì)混凝土的電通量具有改善作用，但，是次要因素，其水平的選擇可以視具體情況而定。

從表5中各因素的kij的計(jì)算值和圖1的影響趨勢(shì)分析可知，具有最佳電通量的各因素的最優(yōu)水平分別為A1、B3、C3、D1(數(shù)值小者為優(yōu))，聚合物水泥基混凝土相應(yīng)的因素水平組合為A1B3C3D1，其對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)配方分別為水膠比0.22、粉煤灰35%、硅粉10%、聚丙烯酸酯乳液6%。

由圖1a可知，隨著水膠比的增大電通量不斷增大，水膠比與電通量成正比，故較小的水膠比有利于降低電通量；由圖1b可知，隨著粉煤灰摻量的增加，電通量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，較大的粉煤灰摻量有利于降低電通量；由圖1c可知，隨著硅粉摻量的增加，電通量呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，較大的硅粉摻量有利于降低電通量；由圖1 d可知，隨著聚丙烯酸酯乳液的增加，電通量不斷增大，故較小的添加量有利于降低電通量。因此，水膠比、聚合物越小越好；粉煤灰大的較好；硅粉越大越好。從圖1可以看出：粉煤灰第1水平和第3水平的選取對(duì)電通量的影響不大，可以選取其中任一水平。

從以上分析可以確定，水膠比對(duì)于電通量有重要影響，水膠比的最佳水平為A1，即，水膠比0.22為最優(yōu)。聚丙烯酸酯乳液對(duì)于電通量的重要程度僅次于水膠比，從以上的試驗(yàn)配方可以確定，聚丙烯酸酯乳液的最佳水平為D1，即，聚丙烯酸酯乳液6%為最優(yōu)。粉煤灰對(duì)電通量的影響最低，從以上試驗(yàn)配方和分析可知，粉煤灰可以選B1，即，粉煤灰的摻量為25%。硅粉在電通量中占不重要地位，且硅粉摻多，成本增加，流動(dòng)性變差，需水量增加，綜合考慮硅粉為C1，即，硅粉的摻量為5%。

綜合以上分析得到最優(yōu)配方為A1B1C1D1，它是正交設(shè)計(jì)表中的MZJ1的試驗(yàn)條件，與表4的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和直觀(guān)分析所反映的最優(yōu)因素水平組合情況一致。其對(duì)應(yīng)的配方為水膠比0.22、粉煤灰25%、硅粉5%、聚丙烯酸酯乳液6%。

2.2.3 方差分析

極差分析不能對(duì)各因素的主要程度給予精確的數(shù)量估計(jì)。應(yīng)用方差分析可以把因素水平的改變所引起的試驗(yàn)結(jié)果的波動(dòng)與試驗(yàn)誤差所引起的試驗(yàn)結(jié)果的波動(dòng)區(qū)分開(kāi)來(lái)，可以提供判斷因素的作用對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響是否顯著的標(biāo)準(zhǔn)[11]。方差分析可以分析出試驗(yàn)誤差的大小，從而知道試驗(yàn)精度，不僅可給出各因素及交互作用對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)影響的主次順序，還可以分析出哪些因素影響顯著，哪些影響不顯著。對(duì)于顯著因素，選取優(yōu)水平并在試驗(yàn)中加以嚴(yán)格控制；對(duì)不顯著因素，可視具體情況確定優(yōu)水平。

混凝土的試驗(yàn)中，有時(shí)試驗(yàn)誤差較大，數(shù)據(jù)較為離散，為了提高統(tǒng)計(jì)分析的可靠性，必須做重復(fù)試驗(yàn)。另外，當(dāng)用正交表安排試驗(yàn)而沒(méi)有空白列(誤差列)時(shí)，為了估計(jì)試驗(yàn)誤差和進(jìn)行方差分析，需要進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)。本次試驗(yàn)是4因素3水平的試驗(yàn)，選擇的正交表沒(méi)有空白列，需要做重復(fù)試驗(yàn)，每個(gè)水平有3個(gè)重復(fù)。

在帶重復(fù)試驗(yàn)的方差分析中，設(shè)用正交表Ln(rm)安排試驗(yàn)，且每列同水平號(hào)的試驗(yàn)次數(shù)為t，顯然有n=rt，對(duì)每號(hào)試驗(yàn)重復(fù)做k次，總的試驗(yàn)次數(shù)為N，顯然，N=nk=rtk。

設(shè)試驗(yàn)結(jié)果為yi(i=1,…,N),記試驗(yàn)結(jié)果的總偏差平方和

(1)

其中，

(2)

記第j列(j=1,…,m)偏差平方和

(3)

式(3)中：Kij(i=1,…,r；j=1,…,m)為第j因素在第i水平下對(duì)應(yīng)指標(biāo)值的和(rk個(gè))；kij(i=1，…，r；j=1,…,m)為第j因素在第i水平下對(duì)應(yīng)指標(biāo)值和的平均(rk個(gè))。

ST與Sj的自由度分別記為

fT=N-1，fj=r-1，j=1,…,m。

(4)

令誤差偏差平方和

(5)

其自由度

(6)

第j列因素均方和

(7)

誤差均方和

(8)

當(dāng)?shù)趈列因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響不顯著時(shí)，有

(9)

對(duì)于給定的顯著水平α，若由試驗(yàn)數(shù)據(jù)算出的Fj≥F1-α(fj,fe)，則認(rèn)為該列安排的因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響顯著，否則，認(rèn)為影響不顯著。

利用DPS V14.10軟件計(jì)算得到相應(yīng)的方差分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果。PCC電通量的正交設(shè)計(jì)方差分析表見(jiàn)表6。從表6中的F值可以看出，影響電通量4個(gè)因素的顯著程度以及主次順序?yàn)?

FA>FD>FC>FB>6.01=F0.01(2,18)，

說(shuō)明4個(gè)因素在α=0.01水平上都表現(xiàn)為影響極顯著;主次順序?yàn)锳DCB，即影響因素的重要程度為水膠比>聚丙烯酸酯乳液>硅粉>粉煤灰，與極差分析的結(jié)果相同。

水膠比的FA=195.35，貢獻(xiàn)率為42.27%，說(shuō)明水膠比對(duì)電通量的影響程度很大，為決定性因素；聚丙烯酸酯乳液的FD=169.18，貢獻(xiàn)率為36.61%，說(shuō)明聚丙烯酸酯乳液為重要因素；根據(jù)表5、圖1和極差分析結(jié)果，二者的因素水平為A1、D1。硅粉的FC=67.31，貢獻(xiàn)率為14.57%，遠(yuǎn)小于水膠比和聚丙烯酸酯乳液的F值和貢獻(xiàn)率，且其摻量不宜超過(guò)10%，根據(jù)極差分析中對(duì)硅粉的物理、化學(xué)特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)性的分析，其添加量水平可視具體情況而定，可以選C1。粉煤灰的FB=30.28，貢獻(xiàn)率為6.55%，對(duì)電通量的影響程度遠(yuǎn)小于其他因素，為最次要因素，根據(jù)圖1，其第1個(gè)水平與第3個(gè)水平的差異不大，根據(jù)極差分析中對(duì)粉煤灰的物理和化學(xué)特點(diǎn)的分析，其添加量水平的選取可視具體情況而定，可以選B1。

表6 PCC 6 h電通量正交設(shè)計(jì)方差分析Tab.6 ANOVA table of orthogonal design for 6 hours electric flux of PCC

注：F臨界值為查表所得，F(xiàn)0.01(2,18)=6.01，F(xiàn)0.05(2,18)=3.55，F(xiàn)0.10(2,18)=2.62；***為影響極顯著。

通過(guò)方差分析結(jié)果可知，各因素的影響主次順序與極差分析相同，因素水平的重要程度也與極差分析相同，在因素水平的選取原則上也與極差分析相似，故結(jié)合極差分析的結(jié)果，得到最優(yōu)配方為A1B1C1D1，即，水膠比為0.22、粉煤灰為25%、硅粉為5%、聚丙烯酸酯乳液為6%。

A1B1C1D1是正交設(shè)計(jì)表中的MZJ1的試驗(yàn)條件，與表4的試驗(yàn)數(shù)據(jù)所反映的最優(yōu)因素水平組合一致。

2.2.4 多元非線(xiàn)性回歸

設(shè)水膠比、粉煤灰摻量、硅粉摻量、聚丙烯酸酯乳液分別為自變量x1、x2、x3、x4，利用DPS V14.10建立[17-18]的電通量y關(guān)于x1、x2、x3、x4的偏最小二乘二次多項(xiàng)式回歸模型為：

y=2701.99-23219.75x1+32.29x2+314.88x3-377.29x4+64204.24x12+1.51x22+24.51x32+22.19x42-147.09x1x2-1426.57x1x3+1198.75x1x4-7.02x2x3-3.89x2x4-18.89x3x4。

(10)

y的擬合效果可以由誤差平方和、決定系數(shù)R2和PRESS(predicted residual sum of squares)統(tǒng)計(jì)量來(lái)判斷。y標(biāo)準(zhǔn)化后的各統(tǒng)計(jì)量的情況見(jiàn)表7。由表7可知，當(dāng)提取3個(gè)組分(潛變量)時(shí)，誤差平方和較小，決定系數(shù)R2=0.9995，PRESS統(tǒng)計(jì)量呈下降趨勢(shì)，回歸模型的擬合程度很好。模型經(jīng)F檢驗(yàn)，在α=0.01水平達(dá)到顯著。故模型可以用于分析各因素的主效應(yīng)。

表7 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后y的誤差平方和、決定系數(shù)及PRESSTab.7 Square sum of model error, determinant coefficient and PRESS of y after data standardization

在分析各因素的主效應(yīng)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)可以無(wú)量綱地比較各個(gè)自變量對(duì)因變量的影響程度[19]。通過(guò)DPS計(jì)算可以得到各因素的標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)，結(jié)果(表8)顯示:取絕對(duì)值后，各因素主效應(yīng)對(duì)電通量的影響程度為：x1>x4>x3>x2，即對(duì)電通量的影響為水膠比>聚丙烯酸酯乳液>硅粉>粉煤灰。這與極差和方差分析結(jié)果一致。

表8 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后y的一次項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)Tab.8 Standard regression coefficient of first order terms of y after data standardization

3 結(jié)論

(1)在多因素共同作用下，電通量最小配方如下：水膠比0.22、粉煤灰25%、硅粉5%、聚丙烯酸酯乳液6%，電通量為331.5 C。

(2)各因素對(duì)電通量的影響程度為：水膠比>聚丙烯酸酯乳液>硅粉>粉煤灰，其中水膠比和聚丙烯酸酯乳液為主要影響因素，貢獻(xiàn)率分別為42.27%、36.61%；硅粉和粉煤灰為次要因素，貢獻(xiàn)率分別為14.57%、6.55%。