基于灰色关联的再生混凝土电通量的研究

何鹏飞 杜渊博

(1.中铁二十局集团第六工程有限公司，陕西 咸阳 710032； 2.哈尔滨工业大学交通科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150090)

基于灰色关联的再生混凝土电通量的研究

何鹏飞1杜渊博2

(1.中铁二十局集团第六工程有限公司，陕西 咸阳 710032； 2.哈尔滨工业大学交通科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150090)

为了分析再生骨料对混凝土电通量的影响，以五种不同的再生骨料为研究对象，通过灰色关联的数学方法进行计算分析，结果表明：吸水率和表观密度对再生混凝土的电通量影响较大，而空隙率和压碎指标的影响较小。

灰色关联，再生骨料，电通量

1 概述

再生骨料是将废旧混凝土经过破碎和筛分并按一定比例混合而形成的粗骨料，利用再生骨料部分或者全部替代普通骨料所形成的混凝土[1]。再生混凝土可以有效利用建筑垃圾，实现建筑资源的重复利用，是混凝土绿色、可持续发展的重要途径[2,3]。因此国内外研究人员对再生混凝土做了大量的工作，但主要集中在再生混凝土的力学性能方面[4-7]，对其耐久性方面的研究较少，尤其是再生骨料对混凝土电通量影响的研究较为薄弱[8]。再生骨料对混凝土的电通量的影响因素较多，而且各个因素之间存在耦合效应，针对这种随机性、模糊和灰色的关系，本文基于灰色关联的数学方法定性分析了再生骨料各因素对混凝土电通量的影响，分析结果可为配置高性能再生混凝土提供指导。

2 实验

2.1 试验原材料

试验用普通硅酸盐水泥(P.O42.5)，普通粗集料为石灰岩碎石，最大粒径为20 mm，细集料为天然的河砂，UNF-5高效减水剂，再生粗集料为五种不同的再生骨料，粒径为5 mm～26.5 mm，分别编号为：ZG-1，ZG-2，ZG-3，ZG-4，ZG-5，各项性能测试结果见表1。

表1 再生骨料指标实测值

2.2 混凝土配合比

配置水灰比为0.4的混凝土，再生骨料和普通骨料的质量比为1∶2，混凝土拌合物的坍落度为70 mm～90 mm，具体数据见表2。

2.3 测试方法

电通量测试参照GB/T 50082—2009普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法中抗氯离子渗透试验中的“电通量法”进行。

表2 再生混凝土配合比 kg/m3

3 实验结果及分析

GB/T 25177—2010混凝土再生骨料标准中对再生骨料的质量等级提出了10项不同的指标：颗粒级配、表观密度、空隙率和压碎指标等。再生骨料对混凝土的电通量的影响因素较多，而且各个因素之间存在耦合效应，因此有必要分析这几种因素中对再生混凝土电通量影响的主要因素和次要因素，以便于在实际生产中抓住主要矛盾从而指导工程中再生混凝土的生产，配制出性能优良的再生混凝土。灰色关联的数学方法可以处理这种随机性和模糊的关系，非常适合动态历程分析。

灰色系统理论是对部分信息未知，部分信息已知的不确定性系统进行研究，它通过对灰色系统中“部分”的已掌握的已知信息的数据序列生成、开发、分析和建模实现对系统的认知和正确描述。灰色关联分析方法的基本思路是根据要关联比较的数据序列所形成曲线的几何形状的相似程度来判断序列关联是否紧密。曲线形状或趋势越接近，数据序列间的关联度就越大，反之就越小。

3.1 灰色关联理论

3.2 基于灰色关联分析骨料对再生混凝土电通量的影响

对再生混凝土进行电通量试验，试验结果见表3。

选择混凝土的电通量为母序列，选择为再生骨料的各因素为子序列，进行灰色关联计算，处理后的子序列矩阵为：

处理后的母序列矩阵为：

B=(1.000 1.159 1.085 1.215 0.935)T。

求母序列与子序列绝对差的矩阵为：

求关联系数矩阵为:

求关联度矩阵为：

γ11=(0.904 0.895 0.627 0.812 0.938)T。

由灰色关联的计算结果可知，再生骨料的吸水率和表观密度对电通量的影响较大，而空隙率和压碎指标对再生混凝土的电通量影响较小。再生骨料的吸水率越大，则骨料内部的孔隙越多[9]，为氯离子的扩散提供较多的孔道，导致混凝土的电通量显著增加，同时吸水率较高的再生骨料表面包裹的旧砂浆较多，显著增加了混凝土中界面的面积，混凝土中界面体积含量和孔隙率提高，使得氯离子渗透速度增高，混凝土的电通量增大；表观密度较大的再生骨料中旧砂浆的含量较低，混凝土中的界面体积与孔隙率较低，混凝土的电通量减小，因此配置抗渗性再生混凝土需要吸水率较低和表观密度较大的再生骨料。

表3 再生混凝土电通量测试结果 C

4 结语

再生骨料对混凝土的电通量的影响因素较多，而且各个因素之间存在耦合效应，针对这种随机性、模糊和灰色的关系，本文基于灰色关联的数学方法定性分析了再生骨料各因素对混凝土电通量的影响，结果表明再生骨料的吸水率和表观密度对电通量的影响较大，而空隙率和压碎指标对再生混凝土的电通量影响较小。再生骨料的吸水率较高、表观密度小，则混凝土内部的孔隙和界面较多，混凝土的电通量较大，因此为配置抗渗性再生混凝土需要吸水率较低和表观密度较大的再生骨料，计算结果可为配置性能优良的再生骨料混凝土提供指导。

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[9] 孙跃东,肖建庄.再生混凝土骨料[J].混凝土，2004(6)：47-49.

Study on the electric flux of recycled concrete based on grey correlation

He Pengfei1Du Yuanbo2

(1.The6thEngineeringCo.,LtdofChinaRailway20BureauGroup,Xianyang710032,China；2.SchoolofTransportationScienceandEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150090,China)

In order to analyze the influence of recycled aggregate on concrete electric flux, five different recycled aggregates as the search object, thought grey relational degree to establish the model for analysis, the results show that: the water absorption and the apparent density have great influence on the electric of recycled concrete, but the void fraction and the crush index have smaller effect.

grey correlation， recycled concrete， electric flux

2015-05-25

何鹏飞(1987- )，男，助理工程师； 杜渊博(1987- )，男，在读博士

1009-6825(2015)22-0124-02

TU528

A