析因试验研究分层浇筑混凝士和纤维含量，对混凝土抗弯性能的影响-热点聚焦

«——【·前言·】——»

(资料图片仅供参考)

实验帮助研究人员在不同的科学领域取得突破方面已经有了很长的历史，而工程恰好是受实验进步影响最大的领域之一。

必要性盖子的实验结果免受偏见和混杂的结论，促进了新的实验技术的发展，需要考虑所有适用的因素和组合。

在提供一个研究课题的答案，和阶乘实验设计归功于罗纳德·费舍尔爵士是一种技术，产生高度有效的结果。

基于用于实验的层数和纤维含量，分层浇筑混凝士确实对混凝士的抗折强度有显著的负面影响，混凝士材料的组成对混凝士构件在弯曲荷载作用下的破坏形态有明显的影响，分层浇筑对破坏形态有明显的影响。

«——【·热处理·】——»

多年来，已经开发了不同的方法来提高材料的机械性能，用于不同的功能，一些材料得到热处理，以提高硬度，一些得到化学处理，以防止腐烂和腐蚀，一些是加强等等。

在这些材料操作技术中是分层，它已应用于木材工业，纺织工业，钢铁工业，甚至汽车工业。

材料上的分层技术已被用来减少弯曲，弹丸穿透，改善悬挂，负载阻力和美观，对于不同的应用，分层的过程是以不同的方式进行的。

在钢铁业的刀片和武器生产中，钢铁层焊接在一起、加热、拍打成薄薄的厚度，然后再切割和分层，然后按照设计对所需的层数进行处理。

在木材工业中，层层薄片的木材被紧密地层叠在一起并有很强的附着力，将木片铺好，使每一层的木纹与整个装配的下一层保持一致，这提供了在不同的稳定性-这是这块木头所缺少的方向。

分层在木材工业中的应用可以在家具和造船中找到，通过层压与其他材料相结合的分层也被用于玻璃工业生产更坚硬的材料和抗抛射玻璃。

在汽车中，悬挂系统采用分层结构，卡车和重型车辆，一层层不同长度的弯曲钢筋一层层叠在一起。

在悬挂装置中混凝土作为一种建筑材料，其抗压强度是非常可靠的，但其抗拉强度是不太可靠的，出于这个原因，许多创新和资源已经进入改善这种机械剥夺混凝。

工程师们提出了不同的加固思路和解决方案，以提高混凝土的抗弯能力，钢筋对混凝土的影响在很大程度上取决于所用钢筋的类型。

钢筋加固可能是建筑业中最常用的加固类型，它将混凝的高抗压性与钢的高抗拉性相结合，生产出抗压和抗拉性能都很强的钢筋混凝土。

存在其他形式的增强，以提高诸如延展性等特定性能，然而一种特殊增强材料的性能并不仅仅取决于材料本身增强介质的其他因素在达到预期效果方面也起着很大的作用。

引入纤维作为混凝土的增强介质是为了应对传统增强材料所面临的一些挑战如耐腐蚀性。

自纤维世以来，不同类型的纤维已被开发用于改善混凝土的延展性、抗裂性、冲击强度、疲劳、收缩和温度敏感性。

许多关于混凝土性能的研究都采用了传统的测试方法，为了测试设计因子的贡献，对样本进行预处理和测试，仅仅考虑到这个因素，而不考虑其他设计因素和条件的可能贡献和相互作用。

«——【·实验设计和过程·】——»

材料选择：混凝土是一种由集料和粘结剂组成的复合建筑材料，混凝土的性能可以采用化学添加剂或钢筋进行改性，本实验选用的材料满足了样品尺寸表征、凝结时间和加固贡献等方面的特殊要求。

粘合剂：有效的分层浇铸意味着样品在层间有清晰的分离，但在整个梁内仍保持着粘聚键，使其作为一个单一的单元作用，这意味着每个连续层都必须在前一层达到其最终设定时间后进行转换。

凝结时间总是成为实验的一个重要考虑因素，因为每个处理的每一个样品都需要在一个近距离的时间间隔内进行铸造和测试。

锐砂是一种细骨料选择，广泛应用于建筑行业，易于获得，其细颗粒非常适合填充混凝土空间，从而改善粘结和结构性能，尖细砂是本实验所用的细骨料。

各种类型的粗骨料用于建筑，它们的范围从天然骨料、工业废料，专门生产、建筑废料。

对于实验中，3/8英寸的石笋建议使用，但由于并发症产生的聚集体的大小和层厚度之间的关系，更小的颗粒大小的聚集体必须使用。

聚乙醇《PVA》纤维是一种高强度、高模量的弹性，在混凝土中使用时，能很好地控制裂缝宽度。

试验采用1:3:6的混合比，并根据每种材料的比重与试样体积和混合比的关系计算和测定材料用量。

混凝土配合比材料

纤维含量处理的数量与不含纤维的处理相比，是由纤维含量决定，然而使用纤维的主要影响是水灰比不含纤维，水灰比为0.7.无论如何，聚乙烯醇是一种亲水性材料。

因此，需要更多的水来搅拌混凝土用纤维进行试样处理时，水灰比必须提高到1.0左右，才能使两种处理水平具有良好的混合性能和相似的稠度。

对于假设检验将用于基于单向方差分析检验的样本响应的统计分析,在混合材料的平均抗弯强度上的假设是:

原假设--两个因子水平之间的平均响应是统计学的一一凯莉一样(Ho:=u2)替代假设--两个因子水平之间的平均响应在统计学上不相同(H:P2)。

在脱模之前，将样品放置在模具中24小时，之后将其转移到固化浴中，样品在铸造后在75°F的温度下放置6天进行固化，并在仍然处于潮湿状态时立即进行测试。

图1显示了准备进行测试的测试样本。

图1测试样本

样品进行了测试的峰值抗弯强度使用四点弯曲试验，并在相同的顺序，他们准备根据规范的ASTMC78，然后使用公式1a和1b计算每个样品的断裂模量，样品的测试结果见表1。

表1.测试样品的MOR结果

实验结果：MOR的测试和计算进行了，结果由2中提出

表2.用于统计分析的试验结果

使用统计分析工具对测试结果进行分析，R该工具有必要的组件，以达成统计决策，并提供图形表示的结果和推论，以达成可压缩的结论。

在R上进行的响应分析和从分析中得到的推论可以分解为具有重要意义的部分，因为它们涉及到了解因素的影响及其对试样整体弯曲强度的贡献。

L：五层F：%纤维含量nL：零层nF：零纤维含量，A: 纤维层数；B：纤维含量。

«——【·方差分析·】——»

治疗手段分别计算为458.420356.175307634和NL-NF、NL-FL-NF和L-F分别为329693。

因子水平的变化(增加层数和纤维含量)和各因素之间的相互作用表明，增加试样中的密实层数对试样弯曲强度的影响最大，其值为-88.632。

从表53中提出的22个析因分析的结果来看，它可以用95%的置信水平来确定在混凝土样品中层数的变化对混凝土的抗弯强度有统计学意义上的巨大负面影响，P值为0.003。

表3.统计分析结果汇总表。

可视化和绘图：层和纤维之间的相互作用图，以P值小于0.05为差异有统计学意义，如图2所示

图2.样品层与纤维含量之间的相互作用图。

当两个因素的水平发生变化时，表示这两个因素的路径交叉，表明存在相互作用。

在两种纤维含量下，增加混凝土试件中的层数会导致弯曲强度降低，而对于纤维含量为零的试样层，低纤维含量时抗弯强度较高，而在较高的试样层中，纤维含量越高，弯曲强度越高。

图3中实验的残差图显示数据点散落在回归线的上方和下面。

图3：残差值与拟合值的关系图

分别查看图3和图4中的残差与拟合图和正常的q-q图，可以得出结论，它们似乎是令人满意的，没有理由怀疑实验结论的有效性存在任何问题。

图4：正常的Q-Q曲线图

在峰值载荷下，无层和无纤维处理的试样发生“灾难性”破坏，如图5所示，沿着图6所示的断裂线完全分离。

图5、6

纤维含量为1%的试样具有更渐进的破坏过程，而较少的猫地转断裂模式，如图7所示，应变逐渐增加，降低超过峰值负荷。

图7.nL-F的应力-应变曲线。

图8显示了失败后样本的图像，可以推断即使样品的整体强度得到降低，在混凝士混合物中的纤维的存在下的行为举行的样品一起提供一些沿底部张力的抗拉阻力的元素区的混凝土样品，减少了在样品中的断裂线之间的分离量。

图8.nL-F样品的失效模式

由于层间用较小混凝士体积的薄膜隔开，以抵抗最低层的局部压缩和拉力，预计在较轻的弯曲荷载下会发生破坏在图9中，应力-应变曲线显示破坏点的荷载急剧下降。

图9.L-nF的应力-应变曲线

当裂缝穿过岩层时，图10显示了L-F试样的应力-应变曲线，其破坏后应变对应力降低的响应较长由于这个原因，这些样品中断裂更加明显，在没有纤维含量的层状样品中的断裂。

图10.L-F的应力-应变曲线。

图11显示了峰值载荷下没有纤维含量的分层样品的图像，而图14显示了具有纤维含量的分层样品的图像，图15显示了以NL-F、L-NF、L-F和NL-NF从左到右的所有处理的失效模式。

图11.L-nF样品的失效模式。

«——【·结论·】——»

本试验采用阶乘试验设计方法，研究了分层浇铸混凝土对弯曲变形和破坏的响应是否与木材等其他材料有关，并考察了加入聚醋酸乙烯纤维是否能提高混凝土对弯曲荷载的响应。

验证了计算结果的有效性，验证了计算结果的重要性发现影响因素的影响因素，发现各因素之间的相互作用，并进行检验，用少量的测试样本得出了先进的统计结论，节省了大量的时间。

然而，随着增加的因素，测试样本的总数量可以减少一半使用一个不同版本的阶乘设计称为分数阶乘设计方法。

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