養(yǎng)護(hù)溫和齡期對混凝土強(qiáng)影響的研究

1、養(yǎng)護(hù)溫度和齡期混凝土強(qiáng)度的研究向微摘要：在土木工程中，混凝土已經(jīng)發(fā)展成為當(dāng)今建筑領(lǐng)域的最主要原材料，從工程的使用上來說，混凝土最關(guān)鍵的性能指標(biāo)就是混凝土的強(qiáng)度，然而作為混凝土的強(qiáng)度影響因素眾多，在這些影響因素中，對養(yǎng)護(hù)溫度的探討較少，但實(shí)際上養(yǎng)護(hù)溫度的變化直接影響著混凝土早期和后期強(qiáng)度。本文將根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過多元線性回歸分析，建立混凝土強(qiáng)度與養(yǎng)護(hù)溫度和齡期的關(guān)系模型，給出其中定量的關(guān)系。回歸分析表明，混凝土強(qiáng)度跟齡期的對數(shù)之間成線性關(guān)系，而在養(yǎng)護(hù)溫度在135之間時(shí)，混凝土強(qiáng)度隨養(yǎng)護(hù)溫度的增加也是成線性增長的。關(guān)鍵詞：混凝土強(qiáng)度；齡期；養(yǎng)護(hù)溫度；數(shù)理統(tǒng)計(jì)；回歸分析。0 引言混凝土材料的應(yīng)用技術(shù)

2、在1824年的波特蘭水泥發(fā)明后得到了迅速發(fā)展，在短短的不到200年間，混凝土已經(jīng)發(fā)展成為當(dāng)今建筑領(lǐng)域的最主要原材料。作為結(jié)構(gòu)混凝土，其基本的要求有：1）混凝土的強(qiáng)度；2）混凝土的變形性能；3）耗能能力；4）抗化學(xué)腐蝕性；5）抗凍性；6）保護(hù)鋼筋不被腐蝕的能力；7）抗?jié)B性；8）隔熱隔音性等，然而從結(jié)構(gòu)安全性能的角度來說，混凝土的強(qiáng)度無疑是至關(guān)重要的，然而作為混凝土的強(qiáng)度影響因素眾多，本文主要探討?zhàn)B護(hù)溫度和齡期對混凝土強(qiáng)度的影響。試驗(yàn)表明，當(dāng)溫度低于-10時(shí)，水泥水化反應(yīng)不能進(jìn)行，混凝土強(qiáng)度停止發(fā)展。在0一下時(shí)，由于混凝土中水分結(jié)冰，會(huì)導(dǎo)致混凝土凍傷，尤其對早期混凝土，其破壞程度更為嚴(yán)重，一般情況

3、下，混凝土養(yǎng)護(hù)溫度越高，強(qiáng)度發(fā)展越快；另一方面，混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下，其強(qiáng)度隨齡期的延長而提高。混凝土在自然養(yǎng)護(hù)條件下，在最初的714天，強(qiáng)度增長較快，28天以后增長變緩?；炷恋膹?qiáng)度增長可以延續(xù)多年，若干年后的強(qiáng)度可以比28天強(qiáng)度高一倍以上。本文通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用matlab進(jìn)行二元線性回歸分析，建立混凝土強(qiáng)度與養(yǎng)護(hù)溫度和齡期的相關(guān)關(guān)系模型，并對模型的模擬效果做出評(píng)價(jià)，給出回歸參數(shù)的置信區(qū)間，最后提供溫度、齡期對對混凝土強(qiáng)度影響的參考曲線，這樣，在實(shí)際工程中，可以簡便的從一已知的齡期推算另一齡期的強(qiáng)度。1實(shí)驗(yàn)概況以下是重慶大學(xué)結(jié)構(gòu)工程實(shí)驗(yàn)室某某研究小組做的實(shí)驗(yàn)記錄，實(shí)驗(yàn)研究32.5級(jí)的普

4、通水泥混凝土和32.5級(jí)的礦渣水泥、火山灰質(zhì)水泥混凝土強(qiáng)度隨養(yǎng)護(hù)溫度和齡期的關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)中，每一種水泥混凝土每次同時(shí)成型膠砂試件8組，然后將試件統(tǒng)一放置在水泥膠砂恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱中，調(diào)節(jié)養(yǎng)護(hù)溫度分別為1、5、10、15、20、25、30和35，當(dāng)試件齡期達(dá)到2d、5d、3d、7d、10d、15d、28d時(shí)，將試件取出一組進(jìn)行抗壓實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)。記錄的數(shù)據(jù)如表1.1和表1.2：表1.1：32.5級(jí)普通水泥混凝土強(qiáng)度與溫度的關(guān)系注：表中混凝土強(qiáng)度指標(biāo)，系指混凝土的強(qiáng)度百分率。表1.2：32.5級(jí)礦渣水泥、火山灰質(zhì)水泥混凝土強(qiáng)度與溫度的關(guān)系注：表中混凝土強(qiáng)度指標(biāo)，系指混凝土的強(qiáng)度百分率。2 數(shù)據(jù)處理和分

5、析2.1 數(shù)據(jù)的前期處理由于分析方法的類似性，在本文以后的部分，都將只對普通水泥混凝土的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。利用Excel繪出普通水泥混凝土的強(qiáng)度與養(yǎng)護(hù)溫度和齡期的關(guān)系曲線圖2-1和圖2-2圖2-1圖2-2從圖中可以看出，混凝土的強(qiáng)度隨養(yǎng)護(hù)溫度的增加呈現(xiàn)出線性的增長。然而混凝土的強(qiáng)度隨時(shí)間的關(guān)系，在最初的714天，強(qiáng)度增長較快，28天以后增長變緩。因此，這種線性關(guān)系是很不明顯的，因此對時(shí)間取自然對數(shù)，數(shù)據(jù)如表2.1表2.1其關(guān)系圖如圖2-3，從圖中可以看出，混凝土強(qiáng)度隨齡期自然對數(shù)的關(guān)系的線性是很明顯的，至此，就可以利用二元線性模型模擬混凝土強(qiáng)度與然后溫度和齡期的相關(guān)關(guān)系。圖2-32.2 多

6、元線性回歸模型 在回歸分析中，如果有兩個(gè)或兩個(gè)以上的自變量，就稱為多元回歸。事實(shí)上，一種現(xiàn)象常常是與多個(gè)因素相聯(lián)系的， 由多個(gè)自變量的最優(yōu)組合共同來預(yù)測或估計(jì)因變量， 比只用一個(gè)自變量進(jìn)行預(yù)測或估計(jì)更有效，更符合實(shí)際。在實(shí)際經(jīng)濟(jì)問題中，一個(gè)變量往往受到多個(gè)變量的影響。例如，家庭消費(fèi)支出，除了受家庭可支配收入的影響外，還受諸如家庭所有的財(cái)富、物價(jià)水平、金融機(jī)構(gòu)存款利息等多種因素的影響， 表現(xiàn)在線性回歸模型中的解釋變量有多個(gè)。 這樣的模型被稱為多元線性回歸模型。 （multivariable linear regression model ）在本文中，個(gè)變量的解釋如下，具體如下表：表三：變量的選擇

7、與定義2.3 多元線性回歸的matlab實(shí)現(xiàn)在本次模擬中，其變量賦值及函數(shù)如下：2.4 回歸結(jié)果及模型的評(píng)價(jià)運(yùn)行函數(shù)，程序輸出的結(jié)果如圖2-4：圖2-4各結(jié)果的解釋1) 回歸參數(shù)b及其置信區(qū)間bint（alpha=0.05）2) 殘差r及殘差置信區(qū)間rint（alpha=0.05）3）stats 結(jié)果數(shù)據(jù)4）殘差及殘差置信區(qū)間圖2.4.2模型的結(jié)果從回歸參數(shù)b的結(jié)果可以得出，模型的最終表達(dá)如下：Y=0+1X1+2X2代入相應(yīng)的參數(shù)估計(jì)值Y=-17.6404+26.9443X1+1.277X2.其中各參數(shù)置信度為95%的置信區(qū)間為：0 -20.6227,-14.65811 25.8060,28.

8、08262 1.1954,1.36002.4.3 模型的評(píng)價(jià)從stats結(jié)果數(shù)據(jù)中可以看出，r2=0.98301，且F=1.2988X103，表明回歸方程相當(dāng)顯著，殘差平方和以及p值都很小，從殘差及殘差置信區(qū)間圖可以看出，除個(gè)別異常點(diǎn)外，其余的殘差均值均在零點(diǎn)附近，且置信區(qū)間都包含了零點(diǎn)，說明，這個(gè)模型模擬的效果是很好的?；貧w的結(jié)果與原始數(shù)據(jù)的對比圖如圖2-5圖2-5 回歸模型與原始數(shù)據(jù)對比從圖中可以很直觀看出，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的散點(diǎn)，基本落在與回歸模型曲線附近，模擬的效果是很好的。3 結(jié)論從matlab的模擬分析結(jié)果來看，以下兩點(diǎn)結(jié)論是顯然的：1） 普通水泥混凝土的強(qiáng)度隨著養(yǎng)護(hù)溫度的增加，呈現(xiàn)出線性的增長。2） 普通水泥混凝土的強(qiáng)度隨著齡期的增加，增長的趨勢呈現(xiàn)出先快后慢，然而對養(yǎng)護(hù)齡期取自然對數(shù)以后，混凝土的強(qiáng)度隨著養(yǎng)護(hù)齡期的自然對數(shù)的增長，也呈現(xiàn)出明顯的線性增長的趨勢。因此，在土木工程施工中，注意以上兩點(diǎn)是很有意義的，在負(fù)溫度下，應(yīng)盡量避免澆筑混凝土；冬期施工時(shí)，應(yīng)采取一定的保溫措施。另外，由于混凝土強(qiáng)度與齡期的對數(shù)是線性關(guān)系，因此，計(jì)算任意時(shí)點(diǎn)的混凝土強(qiáng)度，可以采用下