试用正交试验法分析混凝土抗压强度.pdf

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1、2 0 0 1 年第 1 期河北煤炭试用正交试验法分析混凝土抗压强度 耿世栓 (邢台矿业工程有限责任公司，河北 邢台 0 5 4 2 0 1)摘要:混凝配合比对强度有着直接影响。对几种常用配合比，能否通过分析找出最佳的配合比?假设其它条件均已具备，试用正交试验法对混凝土配合比 进行讨论。关键词:混凝配合比;抗压强度;正交试验法中图分类号 T U 3 7文献标识码:A文章编号:1 0 0 7 一 1 0 8 3(2 0 0 1)0 1 一 0 0 3 3 一。A n a l y s i s o n a n t i 一 p r e s s u r e s t r e n g t h o f c o

2、 n c r e t eb y o r t h o g o n a lme t h o d G E N G(X i n g t a i M i n i n g E n g i n e e r i n gt e s t i n gS h i 一 q u a nC o.L t d,X i n g ta i 0 5 4 2 0 1,C h in a)A b s t r a c t:T h e m i x i n g r a t i o i s s i g n if i c a n t f o r t h e s t r e n g t h o f c o n c re t e.T h e a u t

3、h o r h a s d i s c u s s e d o n t h e r a t i o 可m i x t u r e o f c o n c r e t e场o r th o g o n a l te s t i n g m o t h o dK e y w o r d s:m i x t u r e r a t io o f c o n c r e t e;a n ti 一 p r e s s u r e s t re n g t h;o rt h o g o n b a l t e s t i n g m e t h o d;a n a l y s i s1 应用正交试验法的可

4、行性 正交试验法是一种科学地安排与分析多因素试验的方法。是利用数理统计学观点，应用正交性原理，从大量的试验中挑选适量的具有代表性、典型性的试验点，根据“正交表”来合理安排试验的。在几种不同混凝土配合比中选择最佳方案的试验是多因素多位级的。如果采用“枚举法”对各因素位级逐一试验，工作量很大。如1 个4 因素3 位级的试验，其试验次数为3 4=8 1 次。如果因素位级再增加，其次数可能大到难以实现的地步。而采用正交试验法则可大大简化试验，它具有均衡分散性和整齐可比性的特点，可以 科学地解决2 个矛盾:全面试验的试验次数与实际可行的试验次数之间的矛盾;实际所做的少数试验与要求全而地掌握内在规律之间的

5、矛盾。仍以 4因素 3位级试验为例，如果用正交表.,4 3 .，只需做9 次试验即可得到较好的试验结果，使试验工作更趋于经济合理。2 试验的设计与分析蝙号的混凝土配合比(表 1)。其配合比的材料规格为3 2 5 普通硅酸盐水泥，自来水，中砂，2-4 碎石。在表1 中 选接近场的3 种差异较大的混凝土配合比作为研究对象(如第4,5,7 号配合比)形成4 因素3 位级形式，据此可安排正交试验。表l C m 号混凝土配合比试验结果 k g/m 3序号水泥水砂石子1 3 1 41 3 2 01 3 2 41 3 2 41 3 2 21 3 2 61 3 1 82 8(1 杭压强度/M P1 7.31

6、4.92 0.11 8.02 0.82 3.51 7.3砚617635635娜633橄叮夕n凡OOOJlf4，廿心J66，了七111介5、ILI，.11官.几11卿375翔翔330355划12q甘4lfJ6气产表2 因素位级表位级声、c B)砂石子(C)(D)2 8 d 杭压强度/M 1)(1)有关资料的搜集在试验室提供的数据中筛选出几种设计标号为1 7 9 6 3 5 1 3 2 11 5 5 6 6 3 1 3 2 2巧7 6 4 2 1 3 1 81 8.12 0.81 7.3版助一印3060奋扑一1.，、1气八、(2)正交表的选择及试验讨 一 划的安排 收稿日 期二 2 0 0 0 一

7、 0 8 一 1 2 作者简介:耿世锉(1 9 5 5 一)，男，河北唐山人，邢台矿业工程有限责任公司生产安全科科长，工 _ 程师。在确定了4因素3 位级后，列因素位级表(表2),并可选择相应的正交表“肠 3 4,.(表3)，将所选择的因素万方数据河北煤炭2 0 0 1 年第1 期位级代人正交表，列出试验计划表(表4)0 表3 L3 0 正交表试验号123 4 56 7 81 1 2 3 1 2 3 14 2 1 3 1 3 2 3 2 1 .直观分析最佳结果为7 号试验:A,巧 C,马 计算分析最佳结果(各列中计算最大值)为:A,%C,几 用极差分析因素主次顺序为(极差大小排列):主-卫,C

8、,卫,A次 作趋势图(图 1)(横坐标按字母代表的重量由小到大排列)。表4 试验计划表6 4.46 2.86 2.5试验号水泥(A)水(8)砂(C)石子(D)12穷4I 2 3 45 5.1/，5 7.3月2、6了1八石 倪6(父50同位级试验结果累计1(3 6 0)2(3 3 0)3(3 6 0)1 2 3 1 2.5 9.31(1 7 9)1 2(1 5 5)2 23(1 5 7)33(6 4 2)1(6 3 5)2(6 6 3)2(1 3 2 2)1(1 3 2 4)3(1 3 1 8)1 3 2 3 24 9.95 2.3-一.沪 今.位级A 2 At A 3 B 2 E 1 3 B

9、t C L C j C:D 3 D2 Dt 9 3 3 3 1 (3)对试验结果的分析 按照试验计划表中的9 种不同配合比，分别做出混凝土抗压试验，得出9 种不同试验结果，现将试验结果分析列于表中并做分析(表5)，画出趋势图(图1)o 表 5 试验结果分析表试 验 计 划试 验v，.U工JJn，Cln八n孤U16巧1816刀24加水 泥(A)11(3 6 0)2(3 3 0)3(3 6 0)水(B)砂(C)石 子(D)试 验 结 果混凝土抗压强度3 41(1 7 9)1 12(1 5 5)3(6 4 2)1(6 3 5)2(6 6 3)323(1 5 7)2 3 22(1 3 2 2)1(1

10、3 2 4)3(1 3 1 8)1 3 2 3 2，、，.111二9 3 3 3 1 1 7.26 4.4犯 各 列5 2.31 2.15 7.31 0.5I+H+IQ 二1 7 1.8 图1 趋势图 由趋势图看，如果令 A与 B不变(水灰比不变)，分别取出C与D的中间值组成新的配合比，进一步做试验，可能得出更佳结果。(4)结论 将直观分析结果与计算分析结果比较，只是因素D 不同，即二者相差4 k g 石子(1 3 2 2 一 1 3 1 8 二 4)，经计算，2 方案的水灰比，水泥用量，含砂率等均未超出有关规定。7 号试验强度较高，满足设计标号。对计算分析的结果也可做一试验，找出最好条件。从

11、表5 看，8 号试验比7 号试验更接近要求的标号。如果从经济效果的角度考虑，适当地降低点标号，在满足设计 一 要求的前提下，节约点材料，就能起到降低成本的作用。第8 号试验结果的每立方米混凝土配合比为:3 3 0:1 5 7:6 6 3:1 3 2 2，节约了3 0 k g 水泥，多用了2 8 k g 砂，多用了4 k g 石子。按照当地建材价格，可得出盈余结论，选出较经济的配合比。通过以上分析可知，在混凝土配合比的试验中选择最佳方案时，要全面考虑问题，混凝土抗压强度高一些固然有利，但从经济角度考虑就未必是最优了，在满足设计要求的前提下，应以最经济的方案为最佳。所以说，前述试验的较优方案应为第8 号试验，它优于第7 号试验，肯定也优于计算分析结果。另外，如前所述，混凝土配合比是影响混凝土抗压强度的重要因素，但不是唯一因素，只有在施工中的各个环节均按规范严格执行，才能达到预期效果。(编辑刘阐词)n尹1八乙n，49刃6212J沼3六，J日穷肠7.,I 试 验 结 果12n 试 验 结 果Jm 试 验 结 果 极 差ft注:试验结果之和越大的位级效果越好;极差越大的因素是影响大的重要因素。万方数据