回歸分析在混凝土配合比設計中的應用
2006-06-05 00:00
摘 要：應用回歸分析，通過試驗，建立水灰比與混凝土強度關系式、混凝土28天抗壓強度與3天抗壓強度關系式、水泥28天抗壓強度與3天抗壓強度關系式。
關鍵詞：回歸分析 配合比設計 關系式
1 前言
回歸分析是通過建立回歸方程來反映變量之間關系的一種統(tǒng)計方法。在建材測試工作中，適當運用回歸分析，往往能收到較好效果。本：丈主要談談應用線性回歸分析進行普通混凝土配合比設計的幾個問題。
2 建立水灰比與混凝土強度關系式
隨著水泥ISO法的實施，混凝土配合比設計計算方法也相應調(diào)整。建設部發(fā)布了《普通混凝土配合比設計規(guī)程》(JGj55-2ooo)，提供了新的水灰比與混凝土強度關系式。但是，混凝士是。種地方性很強的材料，該關系式在全國各地的適用性差別較大。筆者發(fā)現(xiàn)該公式與我們的實際試驗結(jié)果差別不小，于是進行了適應水泥ISO法的混凝土配合比設計試驗研究，應用一元線性回歸分析，建立了適合我們的水灰比與混凝土強度關系式。
2.1 混凝土配合比設計及試驗
根據(jù)本地應用混凝土的特點設計配合比。本地混凝土的特點是：強度等級低，主要為C20～c40；施工坍落度不大，主要為30mm~l00mm。外加劑使用較少。
配合比試配的原材料選擇本地工程常用的原材料：水泥采用本地常用的5個廠家生產(chǎn)的普通水泥、復合水泥、硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥，強度等級為32.5、32.5R、42.5、42.5R，其強度試驗均按GB／T17671—1999進行；細骨料采用本地產(chǎn)的中、粗河砂，細度模數(shù)為2.6～3.5；粗骨料采用本地產(chǎn)的碎石，最大粒徑為40mm和31.5mm。采用了0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75等9個不同的水灰比，設計了42個配合比(其中0.45、0.50、0.55、0.60、0.65各6個，0.40、0.70各4個，0.35、0.75各2個)。
按上述設計的42個配合比各拌制混凝土制成試件，檢驗其28天抗壓強度。試件的成型、養(yǎng)護、試驗全過程執(zhí)行混凝土相應的標準。
2.2 試驗結(jié)果及回歸分析
各種不同灰水比制作的42組混凝土試件28天抗壓強度及相應水泥28天抗壓強度和計算值見下表。針對表中數(shù)據(jù)進行回歸分析可得水灰比與混凝土強度關系式：
當自由度f=n1- 2=40時，相關系數(shù)臨界值rα=0.393(α=0.01)，因此r1>rμ，表明fcμ38~/fce28與c/w的線性相關關系顯著。
3 建立混凝土28天抗壓強度與3天抗壓強度關系式
在建筑工程施工中，施工單位往往由于工期較緊，等不及混凝土28天抗壓強度來出配合比報告，而希望用混凝土的早期強度推定28天抗壓強度來出配合比報告。針對這種實際情況，筆者根據(jù)42個不同配合比測得的混凝土3天抗壓強度f曲與相應的28天抗壓強度fcu3的結(jié)果，通過回歸分析，得到它們之間的關系式
當自由度f=n1- 2=40時，相關系數(shù)臨界值rα=0.393(α=0.01)；因此r2>rα，表明fcu28與fcu3的線性相關關系顯著。
不同品種的水泥和不同的c/w區(qū)段，fcu28與fcu3的線性相關關系的顯著程度存在較大差異，所以在實際應用時還應針對不同情況進行必要的修正。
4 建立水泥28天抗壓強度與3天抗壓強度的關系式
采用本地常用的五個廠家生產(chǎn)的強度等級為32.5、32.5R、42.5、42.5R的普通水泥、復合水泥、硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥共102個試樣，按GB/T17671—1999檢驗其3天抗壓強度與相應28天抗壓強度，并將結(jié)果進行回歸分析，建立了fce28與fce3之間的關系式：
關鍵詞：回歸分析 配合比設計 關系式
1 前言
回歸分析是通過建立回歸方程來反映變量之間關系的一種統(tǒng)計方法。在建材測試工作中，適當運用回歸分析，往往能收到較好效果。本：丈主要談談應用線性回歸分析進行普通混凝土配合比設計的幾個問題。
2 建立水灰比與混凝土強度關系式
隨著水泥ISO法的實施，混凝土配合比設計計算方法也相應調(diào)整。建設部發(fā)布了《普通混凝土配合比設計規(guī)程》(JGj55-2ooo)，提供了新的水灰比與混凝土強度關系式。但是，混凝士是。種地方性很強的材料，該關系式在全國各地的適用性差別較大。筆者發(fā)現(xiàn)該公式與我們的實際試驗結(jié)果差別不小，于是進行了適應水泥ISO法的混凝土配合比設計試驗研究，應用一元線性回歸分析，建立了適合我們的水灰比與混凝土強度關系式。
2.1 混凝土配合比設計及試驗
根據(jù)本地應用混凝土的特點設計配合比。本地混凝土的特點是：強度等級低，主要為C20～c40；施工坍落度不大，主要為30mm~l00mm。外加劑使用較少。
配合比試配的原材料選擇本地工程常用的原材料：水泥采用本地常用的5個廠家生產(chǎn)的普通水泥、復合水泥、硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥，強度等級為32.5、32.5R、42.5、42.5R，其強度試驗均按GB／T17671—1999進行；細骨料采用本地產(chǎn)的中、粗河砂，細度模數(shù)為2.6～3.5；粗骨料采用本地產(chǎn)的碎石，最大粒徑為40mm和31.5mm。采用了0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75等9個不同的水灰比，設計了42個配合比(其中0.45、0.50、0.55、0.60、0.65各6個，0.40、0.70各4個，0.35、0.75各2個)。
按上述設計的42個配合比各拌制混凝土制成試件，檢驗其28天抗壓強度。試件的成型、養(yǎng)護、試驗全過程執(zhí)行混凝土相應的標準。
2.2 試驗結(jié)果及回歸分析
各種不同灰水比制作的42組混凝土試件28天抗壓強度及相應水泥28天抗壓強度和計算值見下表。針對表中數(shù)據(jù)進行回歸分析可得水灰比與混凝土強度關系式：
當自由度f=n1- 2=40時，相關系數(shù)臨界值rα=0.393(α=0.01)，因此r1>rμ，表明fcμ38~/fce28與c/w的線性相關關系顯著。
3 建立混凝土28天抗壓強度與3天抗壓強度關系式
在建筑工程施工中，施工單位往往由于工期較緊，等不及混凝土28天抗壓強度來出配合比報告，而希望用混凝土的早期強度推定28天抗壓強度來出配合比報告。針對這種實際情況，筆者根據(jù)42個不同配合比測得的混凝土3天抗壓強度f曲與相應的28天抗壓強度fcu3的結(jié)果，通過回歸分析，得到它們之間的關系式
當自由度f=n1- 2=40時，相關系數(shù)臨界值rα=0.393(α=0.01)；因此r2>rα，表明fcu28與fcu3的線性相關關系顯著。
不同品種的水泥和不同的c/w區(qū)段，fcu28與fcu3的線性相關關系的顯著程度存在較大差異，所以在實際應用時還應針對不同情況進行必要的修正。
4 建立水泥28天抗壓強度與3天抗壓強度的關系式
采用本地常用的五個廠家生產(chǎn)的強度等級為32.5、32.5R、42.5、42.5R的普通水泥、復合水泥、硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥共102個試樣，按GB/T17671—1999檢驗其3天抗壓強度與相應28天抗壓強度，并將結(jié)果進行回歸分析，建立了fce28與fce3之間的關系式：
其相關系數(shù)r3=0.83，剩余標準差S =2.16MPa。
當自由度f=n2 - 2=100時， 相關系數(shù)臨界值rα =0.254(α=0.O1)；因此r3>rα，表明fce28與fce3的線性相關關系顯著。
不同廠家、不同品種、不同強度等級的水泥，fce28與fce3的線性相關關系的顯著程度不同，因此在具體應用時還應針對不同情況進行必要的修正。如有可能，可針對不同廠家、不同品種、不同強度等級的水泥分別建立相應的回歸方程。
5 結(jié)語
在普通混凝土配合比設計中，應用一元線性回歸分析，建立關系式(1)、(2)、(3)，經(jīng)檢驗其線性相關關系是顯著的，我們在實踐應用中效果很好，對本地混凝土配合比設計具有適用性。特別是關系式(2)和(3)的建立，大大縮短了混凝土配合比設計時問，滿足了大多數(shù)工程工期較緊的實際需要，具有很大的實用意義。
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