混凝土微波養(yǎng)護試驗研究報告報告及硬化機理分析

1、-PAGE . z.緒論裝訂線1.1混凝土材料的簡介混凝土是當代最主要的土木工程材料之一。它是由膠結(jié)材料，集料、骨料和水按一定比例配制，經(jīng)攪拌振搗成型，在一定條件下養(yǎng)護而成的人造石材。混凝土具有原料豐富，價格低廉，生產(chǎn)工藝簡單的特點，因而使其用量越來越大；同時混凝土還具有抗壓強度高，耐久性好，強度等級圍寬，使其使用圍出十分廣泛，不僅在各種土木工程中使用，就是造船業(yè)，機械工業(yè)，海洋的開發(fā)，地熱工程等，混凝土也是重要的材料?；炷翝矒v后，之所以能逐漸凝結(jié)硬化，主要是因為水泥水化作用的結(jié)果，而水化作用則需要適當?shù)臏囟群蜐穸葪l件，因此為了保證混凝土有適宜的硬化條件，使其強度不斷增長，必須對混凝土進行養(yǎng)

2、護?；炷恋酿B(yǎng)護目的，一是創(chuàng)造各種條件使水泥充分水化，加速其硬化：二是防止混凝土成型后暴曬、風吹、寒冷等條件而出現(xiàn)的不正常收縮、裂縫等破損現(xiàn)象。傳統(tǒng)的養(yǎng)護方法中，最常用的是覆蓋養(yǎng)護法，主要措施為：在初凝以后開始覆蓋養(yǎng)護，在終凝后開始澆水（12小時后）覆蓋物、麥桿、爛草席、竹簾、麻袋片、編制布等片狀物。澆水工具可以采用水管、水桶等工具保證混凝土的濕潤度。養(yǎng)護時間，與構(gòu)件項目、水泥品種和有無摻外加濟有關(guān)，常用的五種水泥正常溫度條件下應(yīng)不少與7天；摻有外加劑或有抗?jié)B、抗凍要求的項目，應(yīng)不少與14天。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會發(fā)展所需的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)量不斷加大，對混凝土的需求量與日俱增。我國已是世界混

3、凝土使用大戶，居于世界首位，但混凝土對養(yǎng)護環(huán)境及養(yǎng)護時間的要求極為嚴格，這在很大程度上延長了工期，強度的發(fā)展已不能滿足人類的要求，造成了人力資源的浪費。因此，改善傳統(tǒng)養(yǎng)護方法，在達到工程要求的強度的前提下盡可能的縮短養(yǎng)護時間，減少工期，對加快施工進度提高模板的利用率，改善混凝土的硬化工藝都是有很巨大意義。微波它能在很短的時間將食物加熱到所需的溫度，而且熱能量是由向外傳遞的。其方便快捷的特點引起了我們的注意，由此，我們想到了，將微波技術(shù)應(yīng)用到養(yǎng)護混凝土上，可以利用微波的迅速加熱特點提高混凝土的水化速度，也可以改善混凝土的部硬化情況，肯定能收到良好的效果。1.2混凝土的技術(shù)性質(zhì)工程上要求混凝土有良

4、好的和易性，可塑性，耐久性以及強大的抗壓強度。其中，和易性是一項綜合的技術(shù)性質(zhì)，包括流動性，粘聚性和保水性三方面的含義：流動性：是指新拌混凝土在自重或機械振搗作用下，能產(chǎn)生流動，并均勻密實地填充到模板的各個角落的性能；粘聚性：是新拌混凝土在施工過程中其組成材料之間有一定的粘聚力，使得混凝土不致發(fā)生分層和離析的性能；保水性：新拌混凝土在施工過程中，保持水分不易析出的能力.可塑性：指混凝土在施工中根據(jù)施工要求易于塑造成工程所需形狀的能力。傳統(tǒng)的混凝土養(yǎng)護的特點：標準養(yǎng)護的概念，標準養(yǎng)護的不足，需要28天才能實現(xiàn)，現(xiàn)代社會節(jié)奏加快，社會發(fā)展迅速，對工期的要求越來越高，城市里一項工程的實施往往要打亂人

5、們的社會生活，人們希望越快越好，所以傳統(tǒng)的養(yǎng)護方法要有所突破，創(chuàng)新出新的養(yǎng)護工藝。1.3混凝土硬化原理當水泥與適量的水調(diào)和時，開始形成的是一種可塑性的漿體，具有可加工性。隨著時間的推移，漿體逐漸失去了可塑性，變成不能流動的緊密的狀態(tài)，此后漿體的強度逐漸增加，直到最后能變成具有相當強度的石狀固體。如果原先還摻有集合料如砂、石子等，水泥就會把它們膠結(jié)在一起，變成堅固的整體，即我們常說的混凝土。這整個過程我們把它叫做水泥的凝結(jié)和硬化。從物理、化學觀點來看，凝結(jié)和硬化是連續(xù)進行的、不可截然分開的一個過程，凝結(jié)是硬化的基礎(chǔ)，硬化是凝結(jié)的繼續(xù)。但是在施工中為了保證施工質(zhì)量，要求在水泥漿體失去其可塑性以前必

6、須結(jié)束施工，因此人們根據(jù)需要以及水泥漿體的這個特性，人為地將這整個過程劃分為凝結(jié)和硬化兩個過程。凝結(jié)是指水泥漿體從可塑性變成非可塑性，并具有很低的強度的過程；硬化是指漿體強度逐漸提高能抵抗外來作用力的過程。此外，對凝結(jié)過程還人為地進一步劃分為初凝和終凝，用加水后開始計算的時間來表示。例如，國家標準規(guī)定：普通硅酸鹽水泥初凝不得早于45min，終凝不得遲于12h。使用時施工澆灌過程的時間，必須早于45min；到終凝后，才能脫去模板開始下一個周期生產(chǎn)。 水泥的凝結(jié)和硬化，是一個復(fù)雜的物理化學過程，其根本原因在于構(gòu)成水泥熟料的礦物成分本身的特性。水泥熟料礦物遇水后會發(fā)生水解或水化反應(yīng)而變成水化物，由這

7、些水化物按照一定的方式靠多種引力相互搭接和聯(lián)結(jié)形成水泥石的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致產(chǎn)生強度。 普通硅酸鹽水泥熟料主要是由硅酸三鈣（3CaOSiO2）、硅酸二鈣（-2CaOSiO2）、鋁酸三鈣（3CaOAl2O3）和鐵鋁酸四鈣（4CaOAl2O3Fe2O3）四種礦物組成的，它們的相對含量大致為：硅酸三鈣3760，硅酸二鈣1537，鋁酸三鈣715，鐵鋁酸四鈣1018。這四種礦物遇水后均能起水化反應(yīng)，但由于它們本身礦物結(jié)構(gòu)上的差異以及相應(yīng)水化產(chǎn)物性質(zhì)的不同，各礦物的水化速率和強度，也有很大的差異。按水化速率可排列成：鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣硅酸三鈣硅酸二鈣。按最終強度可排列成：硅酸二鈣硅酸三鈣鐵鋁酸四鈣鋁酸三鈣。而水泥

8、的凝結(jié)時間，早期強度主要取決于鋁酸三鈣和硅酸三鈣。現(xiàn)分別簡述它們的水化反應(yīng)。 上述鋁酸三鈣的水化反應(yīng)如果進行得很快，會導(dǎo)致水泥的凝結(jié)過快而無法使用，因此，一般在粉磨水泥時都摻有適量的二水石膏作為緩凝劑，由于這個反應(yīng)就不會引起快凝。當水泥中的石膏完全作用完后，還有多余3CaOAl2O3時將發(fā)生下列反應(yīng)。如果還有過量3CaOAl2O3時，就會生成4CaOAl2O313H2O。在正常緩凝的硅酸鹽水泥中，石膏摻入量能保證在漿體結(jié)硬以前，不會發(fā)生后兩個反應(yīng)，由于CaO0.81.5SiO2H2O0.25與天然的托勃莫來石很相似，因而稱它為托勃莫來石，通常用CSH(B)來表示。 鐵鋁酸四鈣水化反應(yīng)和鋁酸三鈣

9、相似，而硅酸二鈣水化反應(yīng)和硅酸三鈣相似。 按結(jié)晶理論認為水泥熟料礦物水化以后生成的晶體物質(zhì)相互交錯，聚結(jié)在一起從而使整個物料凝結(jié)并硬化。按膠體理論認為水化后生成大量的膠體物質(zhì)，這些膠體物質(zhì)由于外部干燥失水，或由于部未水化顆粒的繼續(xù)水化，于是產(chǎn)生吸作用”而失水，從而使膠體硬化。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，特別是*射線和電子顯微技術(shù)的應(yīng)用，將這兩種理論統(tǒng)一起來，過去認為水化硅酸鈣CSH(B)是膠體無定形的，實際上它是纖維狀晶體，只不過這些晶體非常細小，處在膠體大小圍，比面積很大罷了。所以現(xiàn)在比較統(tǒng)一的認識是：水泥水化初期生成了許多膠體大小圍的晶體如CSH(B)和一些大的晶體如Ca(OH)2包裹在水泥顆粒表

10、面，它們這些細小的固相質(zhì)點靠極弱的物理引力使彼此在接觸點處粘結(jié)起來，而連成一空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，叫做凝聚結(jié)構(gòu)。由于這種結(jié)構(gòu)是靠較弱的引力在接觸點進行無秩序的連結(jié)在一起而形成的，所以結(jié)構(gòu)的強度很低而有明顯的可塑性。以后隨著水化的繼續(xù)進行，水泥顆粒表面不大穩(wěn)定的包裹層開始破壞而水化反應(yīng)加速，從飽和的溶液中就析出新的、更穩(wěn)定的水化物晶體，這些晶體不斷長大，依靠多種引力使彼此粘結(jié)在一起形成緊密的結(jié)構(gòu)，叫做結(jié)晶結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)比凝聚結(jié)構(gòu)的強度大得多。水泥漿體就是這樣獲得強度而硬化的。隨后，水化繼續(xù)進行，從溶液中析出新的晶體和水化硅酸鈣凝膠不斷充滿在結(jié)構(gòu)的空間中，水泥漿體的強度也不斷得到增長。 影響水泥凝結(jié)速率和

11、硬化強度的因素很多，除了熟料礦物本身結(jié)構(gòu)，它們相對含量及水泥磨粉細度等這些因外，還與外界條件如溫度、加水量以及摻有不同量的不同種類的外加劑等外因密切相關(guān)。141.4國微波養(yǎng)護技術(shù)的研究現(xiàn)狀 微波養(yǎng)護技術(shù)作為一種新興的技術(shù)手段，到目前為止，已經(jīng)成功應(yīng)用于公路瀝青的維護上，并取得了可喜的成果。漯駐高速公路至段是國家和省九五”期間重點建設(shè)項目之一，是省境交通最為繁忙的路段之一，該工程于1999年3月28日正式開工建設(shè)，2001年9月18日建成通車。該段高速公路建成通車后，隨著近年來社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，交通流量日益增長，作為國家南北交通大動脈的重要組成部分，漯駐高速公路承擔著繁重的交通壓力，目前路面存

12、在較嚴重的裂縫、車轍、翻漿等病害，影響了行車舒適和行車安全。微波熱再生技術(shù)應(yīng)用到瀝青路面坑槽、擁包、裂縫、翻漿、沉陷、車轍、松散的及時修復(fù)。它具有加熱均勻、控制及時、無污染等優(yōu)越性，應(yīng)用于瀝青路面的現(xiàn)場熱再生，滿足高等級公路快速進入、快速作業(yè)、快速撤離”的工作要求，取得相當可觀的經(jīng)濟效益。2國對于微波養(yǎng)護混凝土技術(shù)鮮有報道，我們認為，可以把微波技術(shù)應(yīng)用于混凝土上，它有極大優(yōu)勢： （1）微波時間、強度可控，可根據(jù)具體情況實現(xiàn)人為調(diào)節(jié)，可以達到最佳養(yǎng)護效果。 （2）微波加熱功能可靠，可以保證混凝土的水泥順利硬化，使水泥石結(jié)構(gòu)致密，從而提高混凝土的抗壓強度和耐久性。 （3）微波可以實現(xiàn)現(xiàn)場化，使養(yǎng)護

13、水平從預(yù)制走向工程現(xiàn)地，有利于提高混凝土的強度等級。 （4）混凝土微波養(yǎng)護的生產(chǎn)工藝的創(chuàng)新是可行的，理論基礎(chǔ)是模擬現(xiàn)場蒸汽養(yǎng)護，工藝條件可以實現(xiàn)。 （5）可以制造大型微波設(shè)備，用于工程實際，成本較低。2微波養(yǎng)護實驗用原材料與實驗方案設(shè)計2.1實驗原材料標準砂：中國ISO標準砂，每袋1350g（大袋凈重20.25kg），夏門艾思歐標準砂出品。符合交通部JTJ059-95，JTG051-03標準，中國標準砂廠出品。水泥：32.5R普通硅酸鹽水泥，太行山股份出品，包裝日期2010年3月27日，包裝選用溫度小于90。石子：直徑為10mm20的石子。 水：飲用自來水。2.2主要實驗設(shè)備1.TYE-300

14、0微機控制壓力試驗機，最大荷載：3000KN,自動數(shù)據(jù)采集，圖像自動繪制，自動加壓、卸載。2.微機控制電液伺服萬能試驗機，型號：WAW-1000, 最大載荷：1000KN，自動數(shù)據(jù)采集，圖像自動繪制，自動加壓、卸載。3.實驗室專用HJW-30混凝土攪拌機，型號：HJW-30，最大30升，時間精確到秒。4.數(shù)控磁力震動臺，振動頻率：2860次/分，振幅：0.30.6mm。5.工.業(yè)天平，燒杯，量筒。6.微波爐，型號為格蘭仕P70D20TP-C6(W0),微波輸出功率為1180W，額定微波頻率為2450MHZ。7.非金屬超聲檢測儀，型號ZBLU510,出廠編號U10710006,智博聯(lián)科技出品，探

15、測厚度可達10米。2.3微波使物體發(fā)熱的原理微波是指波長為0.0011米的無線電波，其對應(yīng)的頻率為30000兆赫到300兆赫。這種電磁波的能量比通常的無線電波大，且一碰到金屬就發(fā)生反射，金屬不會吸收或傳導(dǎo)它；微波可以穿過玻璃、瓷、塑料等絕緣材料，但不會消耗能量；而含有水分的物體，微波不但不能透過，其能量反而會被吸收。通常，一些介質(zhì)材料由極性分子和非極性分子組成。在微波電磁場的作用下，介質(zhì)中的極性分子從原來的熱運動狀態(tài)轉(zhuǎn)為跟隨微波電磁場的交變而排列取向。例如：采用的微波頻率為2450MHz，就會出現(xiàn)每秒24億5千萬次交變，分子間就會產(chǎn)生激烈的摩擦。在這一微觀過程中，微波能量轉(zhuǎn)化為介質(zhì)的熱量，使介

16、質(zhì)溫度呈現(xiàn)為宏觀上的升高。由此可見微波加熱是介質(zhì)材料自身損耗電磁能量而加熱。微波加熱的基本條件是：物體本身要吸收微波。水是吸收微波很好的介質(zhì)，所以凡是含水的物質(zhì)必定會吸收微波。對于金屬材料，電磁場不能透入部而是被反射出來，所以金屬材料不能用微波加熱。因此，可以設(shè)計把混凝土試塊放到微波環(huán)境下，給混凝土包裹上一層水環(huán)境，利用微波的方法把混凝土周圍和部的水加熱，使混凝土處于熱的環(huán)境來達到蒸氣養(yǎng)護，從而提高混凝土強度，縮短養(yǎng)護周期，使工程提前完工，達到經(jīng)濟效益和社會效益雙豐收。31為混凝土試塊；2為微波發(fā)射器圖2-1 微波養(yǎng)護混凝土原理圖2.4探索微波養(yǎng)護法實驗設(shè)計方案 2.4.1試塊的制作：采用的材

17、料配比，即水泥：砂子：石子為1:1.3：3：水灰比為0.4稱好各組分的質(zhì)量后用實驗室專用HJW-30混凝土攪拌機拌合，先將砂子，水泥，石子，倒入攪拌機中干攪，至攪拌均勻，再分3次倒入水，攪拌5分鐘，直至各材料分布均勻。將攪拌好的混凝土放入事先準備好的模具中，模具大小為70.7mm70.7mm70.7mm，每組方案先做兩個試塊。然后將混凝土試塊放在高頻混凝土振動臺上振動成型，做好標記后將試塊連模一起放入養(yǎng)護室中養(yǎng)護，一天后拆摸。2.4.2實驗步驟：(1)按實驗方案的質(zhì)量比澆筑混凝土試塊；共10塊(2)給各試塊標號；(3)將混凝土試塊放入養(yǎng)護室中養(yǎng)護；(4)混凝土在養(yǎng)護室養(yǎng)護一天后，拆模；(5)拆

18、模后，混凝土試塊根據(jù)標號，按備注中要求，進行不同條件下的養(yǎng)護；(6)按原計劃養(yǎng)護后，將試塊分別在萬能試驗機下進行試壓；(7)分析實驗數(shù)據(jù)，得出實驗結(jié)果。2.4.3對混凝土試塊養(yǎng)護方案的設(shè)計及應(yīng)用試塊在標準養(yǎng)護室中養(yǎng)護，規(guī)要求溫度為202，相對濕度要求不低于90%。這是由混凝土硬化過程中各材料發(fā)生的化學變化所決定的。考慮到試塊在微波作用下的養(yǎng)護過程中，水分子運動極為劇烈，水泥水化程度很快，這極有可能導(dǎo)致試塊中水分不足，進而影響水泥等材料強度的建立，甚至導(dǎo)致試塊開裂，因此，在微波養(yǎng)護過程中，應(yīng)為試塊創(chuàng)造一個相對濕度較大的環(huán)境。這里采用的解決辦法是，為試塊包裹上一塊濕毛巾，這樣在微波養(yǎng)護過程中，既能

19、保證試塊所處環(huán)境的相對濕度，又能在微波作用下形成高溫蒸汽環(huán)境，這對于試塊強度的建立，是十分有利的。所以，在接下來的養(yǎng)護過程中，應(yīng)將每個試塊都用濕毛巾包裹住。3實驗所得數(shù)據(jù)分析3.1抗壓強度數(shù)據(jù)由于沒有實驗數(shù)據(jù)可參考，本實驗過程中先將未用濕毛巾包裹的試塊進行養(yǎng)護，進行預(yù)實驗，以摸索規(guī)律，觀察微波效果，確定適當?shù)奈⒉B(yǎng)護時間和頻率。試塊養(yǎng)護過程安排如下：表3-1試塊編號養(yǎng)護條件（1。傳統(tǒng) 2。微波3。養(yǎng)護環(huán)境不特別處理）A1傳統(tǒng) 養(yǎng)護環(huán)境標準A2B1微波 養(yǎng)護環(huán)境不特別處理B2C1微波 養(yǎng)護環(huán)境不特別處理C2D1微波 養(yǎng)護環(huán)境不特別處理D2E1微波 養(yǎng)護環(huán)境不特別處理E2說明：標號為A1 ，A2的

20、試塊一直在養(yǎng)護室養(yǎng)護；標號為B1， B2的試塊脫模開始， 每隔1小時用微波養(yǎng)護一次， 每天養(yǎng)護8次， 其他時間在養(yǎng)護室養(yǎng)護 ，每次養(yǎng)護1分鐘 ，用低火檔；標號為C1， C2 的試塊從脫模開始 ， 每隔1小時用微波養(yǎng)護一次， 每天養(yǎng)護8次， 其他時間在養(yǎng)護室養(yǎng)護 ，每次養(yǎng)護1.5分鐘， 用低火檔；標號為D1 ，D2 的試塊從脫模開始， 每隔半小時用微波養(yǎng)護一次， 每天養(yǎng)護16次，他時間在養(yǎng)護室養(yǎng)護 ，每次養(yǎng)護1分鐘， 用低火檔；標號為E1， E2 的試塊脫模開始每隔半小時用微波養(yǎng)護一次，每天養(yǎng)護16次，時間在養(yǎng)護室養(yǎng)護，每次養(yǎng)護1.5分鐘 ，用低火檔。以上試塊均養(yǎng)護3天。試塊經(jīng)養(yǎng)護后，利用萬能試

21、驗機對試塊進行試壓（試驗機施壓速度為0.5mm/min），得到以下數(shù)據(jù)：表3-2試塊編號第一組（單位：KN）第二組（單位：KN）第三組（單位：KN）A1105.00101.41109.32A2103.66101.57105.98B152.5550.6949.22B255.3651.8950.66C150.6349.6446.36C248.4745.3747.23D145.5344.3947.31D244.1943.6846.29E141.0139.1838.11E236.5631.1039.00對以上數(shù)據(jù)求平均值，注意到第二組第10號試塊誤差較大，故舍棄數(shù)據(jù)。經(jīng)計算,A1,A2組壓力均值為10

22、4.49KN; B1,B2組壓力均值為51.72KN; C1,C2組壓力均值為47.95KN; D1,D2組壓力均值為45.23KN; E1,E2組壓力均值為38.77KN.微波養(yǎng)護總時間和抗壓強度之間的關(guān)系，如圖：圖3-1 試塊承壓峰值與微波養(yǎng)護時間的關(guān)系承壓峰值最接近承壓平均值的試塊，經(jīng)養(yǎng)護室養(yǎng)護成型后的照片：圖3-2試塊養(yǎng)護完成后照片試塊破壞照片：圖3-3試塊承壓破壞后照片經(jīng)分析，可得以下規(guī)律：用微波養(yǎng)護時，試塊失去大量水分，影響了試塊水泥正常水化作用的進行，進而降低了抗壓強度。這種不利影響是由微波養(yǎng)護時間和養(yǎng)護頻率決定的。 鑒于以上所得的經(jīng)驗，設(shè)計了另一個實驗,共計18塊。實驗過程如下

23、：將所有微波養(yǎng)護的試塊包裹上濕毛巾，其目的是為試塊創(chuàng)造一個高溫蒸汽蒸壓的環(huán)境，保證試塊所處環(huán)境的相對濕度。將試塊按每隔一小時低火養(yǎng)護10分鐘的加熱時間進行養(yǎng)護，每天加熱8次。即，編號為1，2，3,4,5,6，7,8,9的試塊，用養(yǎng)護室進行養(yǎng)護，編號為10，11,12,13,14,15,16,17,18的試塊，其中，1,2,3和10，11,12; 4,5,6和13,14,15；7,8,9和16,17,18分別為對比組，進行微波養(yǎng)護。養(yǎng)護3天后，各試塊承壓峰值為：表3-3試塊編號承壓峰值（單位：KN）1115.242117.9931168010125.6811122801212440經(jīng)計算，編號為

24、1,2，3的試塊壓力均值為116.68KN;編號為4,5,6，的試塊壓力均值為124.29KN。將兩組試塊平均承壓峰值作比較，經(jīng)微波養(yǎng)護的石塊，承壓平均值較養(yǎng)護室養(yǎng)護的試塊承壓值高出近6.5%。 圖3-4 各試塊承壓峰值比較承壓峰值最接近承壓平均值的試塊，經(jīng)微波養(yǎng)護成型后的照片：圖3-5試塊養(yǎng)護完成后照片試塊受壓破壞時的照片圖3-6試塊承壓破壞后照片養(yǎng)護7天后，各試塊承壓峰值為： 表3-4試塊編號承壓峰值（單位：KN）4181.015184.226178.8013209.8414210.8015211.20經(jīng)計算，編號為4，5，6的試塊壓力均值為181.34KN;編號為13，14，15的試塊壓

25、力均值為210.61KN。將兩組試塊平均承壓峰值作比較，經(jīng)微波養(yǎng)護的石塊，承壓平均值較養(yǎng)護室養(yǎng)護的試塊承壓值高出近16.1%。圖3-3 各試塊承壓峰值比較承壓峰值最接近承壓平均值的試塊，經(jīng)微波養(yǎng)護成型后的照片：圖3-7試塊養(yǎng)護完成后照片試塊受壓破壞時的照片：圖3-8試塊承壓破壞后照片養(yǎng)護28天后，各試塊承壓峰值為：表3-5編號承壓峰值（單位：KN）7318.468319.289320.4516386.9017382.818383.80經(jīng)計算，編號為7，8，9的試塊壓力均值為319.40KN;編號為16，17，18的試塊壓力均值為384.5KN。將兩組試塊平均承壓峰值作比較，經(jīng)微波養(yǎng)護的石塊，承

26、壓平均值較養(yǎng)護室養(yǎng)護的試塊承壓值高出近20.4%。圖3-4 各試塊承壓峰值比較承壓峰值最接近承壓平均值的試塊，經(jīng)微波養(yǎng)護成型后的照片：圖3-9試塊養(yǎng)護完成后照片試塊受壓破壞時的照片：圖3-10試塊承壓破壞后照片3.2超聲分析數(shù)據(jù)由于篇幅的限制，在此，只列出方案一A1號試塊與方案二1號試塊的超聲分析數(shù)據(jù)，因為這兩塊試塊養(yǎng)護時間相同，而且方案一A1號試塊是標準養(yǎng)護室養(yǎng)護，方案二1號試塊是微波養(yǎng)護，具有可比性。表3-6 對方案一第一組A1號試塊進行無損探傷檢測數(shù)據(jù)表方案一 A1號試塊做抗壓強度測試過程中測點序號聲時(us)波速(km/s)幅度(dB)測點序號聲時(us)波速(km/s)幅度(dB)0

27、01-0142.803.50572.70002-0143.603.44072.78001-0242.403.53872.47002-0242.403.53872.55001-0342.403.53872.47002-0341.603.60672.78001-0443.203.47272.62002-0442.403.53872.70001-0542.803.50572.55002-0543.203.47272.85001-0642.403.53872.47002-0642.803.50572.62001-0742.003.57172.47002-0742.403.53872.70001-084

28、2.403.53872.85002-0843.203.47272.62001-0942.803.50572.70002-0945.203.31972.70001-1042.403.53872.62002-1043.203.47272.55001-1141.603.60672.85002-1144.003.40972.70001-1242.803.50572.70002-1244.003.40972.78001-1342.803.50572.78002-1344.803.34872.78001-1442.003.57172.55002-1444.803.34872.55001-1542.003.

29、57172.70002-1544.403.37872.70001-1643.203.47272.70002-1643.203.47272.85聲速平均值3.524聲速標準差0.0408波幅平均值72.70波幅標準差0.230數(shù)據(jù)顯示，方案一A1號試塊完好，沒有異常測點其中002-02測點的聲速最大，其波形圖為：圖3-11002-02測點波形圖其中002-15測點的聲速最小，其波形圖為：圖3-12002-15測點波形圖方案一A1號試塊一測區(qū)波列視圖為：圖3-13方案一A1號試塊一測區(qū)波列視圖表3-7 對方案二養(yǎng)護3天后1號試塊進行無損探傷檢測數(shù)據(jù)表方案二 1號試塊測點序號聲時(us)波速(km/

30、s)幅度(dB)測點序號聲時(us)波速(km/s)幅度(dB)001-0143.60 3.44084.23002-0141.603.606 84.31 001-0242.803.50584.46002-0242.40 3.53884.38001-0342.40 3.53884.31002-0343.20 3.47284.61001-0444.00 3.40984.84 002-0444.403.378 84.54001-0541.60 3.60684.46002-0541.603.60684.61001-0642.003.571 84.46 002-0643.203.47284.31 001

31、-0741.203.64184.31 002-0741.603.60684.61001-0841.203.64184.46002-08 40.803.676 84.76001-0941.60 3.60684.61002-0942.003.57184.31001-1042.003.57184.31002-1041.603.606 84.31001-1141.603.606 84.46 002-1142.003.57184.46001-1241.203.64184.91 002-1241.203.64184.54001-1340.403.713 84.46002-1341.203.64184.38

32、 001-1440.80 3.67684.61002-1440.803.67684.38001-1541.203.64184.61 002-1540.803.67684.69001-1640.40 3.71384.46002-1642.00 3.57184.31聲速平均值3.621聲速標準差0.0487波幅平均值84.48波幅標準差0.169數(shù)據(jù)顯示，方案二1號試塊完好，沒有異常測點其中002-16測點的聲速最大，其波形圖為：圖3-14002-16測點波形圖其中002-16測點的聲速最小，其波形圖為：圖3-15002-16測點波形圖方案二1號試塊一測區(qū)波列視圖：圖3-16方案二1號試塊一測區(qū)波

33、列視圖經(jīng)過超聲波無損探傷的實驗，可以經(jīng)分析得到，微波養(yǎng)護對混凝土試塊的密實性，均勻性沒有影響。4數(shù)據(jù)SPSS回歸分析及硬化機理分析4.1SPSS簡介SPSS（Statistical Product and Service Solutions），統(tǒng)計產(chǎn)品與服務(wù)解決方案”軟件。SPSS是世界上最早采用圖形菜單驅(qū)動界面的統(tǒng)計軟件，它最突出的特點就是操作界面極為友好，輸出結(jié)果美觀漂亮。它將幾乎所有的功能都以統(tǒng)一、規(guī)的界面展現(xiàn)出來，使用Windows的窗口方式展示各種管理和分析數(shù)據(jù)方法的功能，對話框展示出各種功能選擇項。用戶只要掌握一定的Windows操作技能，粗通統(tǒng)計分析原理，就可以使用該軟件為特定的

34、科研工作服務(wù)。SPSS采用類似E*CEL表格的方式輸入與管理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接口較為通用，能方便的從其他數(shù)據(jù)庫中讀入數(shù)據(jù)。其統(tǒng)計過程包括了常用的、較為成熟的統(tǒng)計過程，完全可以滿足非統(tǒng)計專業(yè)人士的工作需要。輸出結(jié)果十分美觀，存儲時則是專用的SPO格式，可以轉(zhuǎn)存為HTML格式和文本格式。對于熟悉老版本編程運行方式的用戶，SPSS還特別設(shè)計了語法生成窗口，用戶只需在菜單中選好各個選項，然后按粘貼”按鈕就可以自動生成標準的SPSS程序。極大的方便了中、高級用戶。SPSS是一個組合式軟件包，它集數(shù)據(jù)整理、分析功能于一身。用戶可以根據(jù)實際需要和計算機的功能選擇模塊，以降低對系統(tǒng)硬盤容量的要求，有利于該軟件的推廣

35、應(yīng)用。SPSS的基本功能包括數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計分析、圖表分析、輸出管理等等。SPSS統(tǒng)計分析過程包括描述性統(tǒng)計、均值比較、一般線性模型、相關(guān)分析、回歸分析、對數(shù)線性模型、聚類分析、數(shù)據(jù)簡化、生存分析、時間序列分析、多重響應(yīng)等幾大類，每類中又分好幾個統(tǒng)計過程，比如回歸分析中又分線性回歸分析、曲線估計、Logistic回歸、Probit回歸、加權(quán)估計、兩階段最小二乘法、非線性回歸等多個統(tǒng)計過程，而且每個過程中又允許用戶選擇不同的方法及參數(shù)。SPSS也有專門的繪圖系統(tǒng)，可以根據(jù)數(shù)據(jù)繪制各種圖形。在國際學術(shù)界有條不成文的規(guī)定，即在國際學術(shù)交流中，凡是用SPSS軟件完成的計算和統(tǒng)計分析，可以不必說明算法，由

36、此可見其影響之大和信譽之高。4.2數(shù)據(jù)SPSS回歸分析在大多數(shù)的實際問題中，影響因變量的因素不是一個而是多個，我們稱這類回問題為多元回歸分析?？梢越⒁蜃兞縴與各自變量*j(j=1,2,3,n)之間的多元線性回歸模型：+e其中：b0是回歸常數(shù)；bk(k=1,2,3,n)是回歸參數(shù)；e是隨機誤差。應(yīng)用多元回歸分析法對試驗中所得的數(shù)據(jù)進行分析，在SPSS工作區(qū)建立如下表格：表4-1利用SPSS中的回歸分析功能，得到如下表格：表4-2Model Summary(b)ModelRR SquareAdjusted R SquareStd. Error of the Estimate1.994(a).98

37、8.9536.97067a Predictors: (Constant),微波養(yǎng)護總時間，單次微波養(yǎng)護時間，微波養(yǎng)護次數(shù)；b Dependent Variable: 承壓峰值表3-2 是回歸模型統(tǒng)計量：R 是相關(guān)系數(shù)；R Square 相關(guān)系數(shù)的平方，又稱判定系數(shù)，判定線性回歸的擬合程度：用來說明用自變量解釋因變量變異的程度（所占比例）；Adjusted R Square 調(diào)整后的判定系數(shù)；Std. Error of the Estimate 估計標準誤差。表4-3ANOVA(b)ModelSum of SquaresdfMean SquareFSig.1Regression4082.9473

38、1360.98228.009.138(a)Residual48.590148.590Total4131.5374a Predictors: (Constant), 微波養(yǎng)護總時間，單次微波養(yǎng)護時間，微波養(yǎng)護次數(shù)；b Dependent Variable: 承壓峰值表3-3 回歸模型的方差分析表，F(xiàn)值為28.009，顯著性概率是0.138，表明回歸極顯著。表4-4分析：建立模型：根據(jù)多元回歸模型：、把表3-4非標準化回歸系數(shù)”欄目中的B”列系數(shù)代入上式得預(yù)報方程：得到有：的多元回歸模型。回歸方程的顯著性檢驗：從表3-3方差分析表中得知：F統(tǒng)計量為28.009，系統(tǒng)自動檢驗的顯著性水平為0.138

39、。因此回歸方程相關(guān)非常顯著。54.3硬化機理分析微波是一種高頻率的電磁波，其頻率圍約在300300 000MHz(相應(yīng)的波長為10001cm)在300MHz至300GHz之間它具有波動性、高頻性、熱特性和非熱特性四大基本特性。微波作為一種電磁波也具有波粒二象性微波量子的能量為1 99l0 -25 19910-22j物質(zhì)吸收微波的能力，主要由其介質(zhì)分子損耗因數(shù)來決定。介質(zhì)分子損耗因數(shù)大的物質(zhì)對微波的吸收能力就強，相反，介質(zhì)分子損耗因數(shù)小的物質(zhì)吸收微波的能力也弱。由于各物質(zhì)分子的損耗因數(shù)存在差異，微波加熱就表現(xiàn)出選擇性加熱的特點。物質(zhì)不同，產(chǎn)生的熱效果也不同。水分子屬極性分子，介電常數(shù)較大，其介質(zhì)

40、損耗因數(shù)也很大，對微波具有強吸收能力。而水泥，砂，石等的介電常數(shù)相對較小，其對微波的吸收能力比水小得多。因此，對于脫模后微波養(yǎng)護的混凝土來說，含水量的多少對微波加熱效果影響很大。 微波比其它用于輻射加熱的電磁波，如紅外線、遠紅外線等波長更長，因此具有更好的穿透性。微波透入介質(zhì)時，由于介質(zhì)損耗引起的介質(zhì)溫度的升高，使介質(zhì)材料部、外部幾乎同時加熱升溫，形成體熱源狀態(tài)，大大縮短了常規(guī)加熱中的熱傳導(dǎo)時間，且在條件為介質(zhì)損耗因數(shù)與介質(zhì)溫度呈負相關(guān)關(guān)系時，物料外加熱均勻一致。 微波對介質(zhì)材料是瞬時加熱升溫，能耗也很低。另一方面，微波的輸出功率隨時可調(diào)，介質(zhì)溫升可無惰性的隨之改變，不存在余熱”現(xiàn)象，極有利于

41、自動控制和連續(xù)化生產(chǎn)的需要。而且，微波的量子能量還不夠大，不足以改變物質(zhì)分子的部結(jié)構(gòu)或破壞分子之間的鍵。這對于保持物質(zhì)的固有特性，是十分重要的。鑒于微波的以上特性，在養(yǎng)護混凝土過程中，微波養(yǎng)護法能表現(xiàn)出來的有點有如下：1 加熱迅速，均勻。不需熱傳導(dǎo)過程，且具有自動熱平穩(wěn)性能，避免過熱。 2節(jié)能高效。由于含有水分的物質(zhì)極易直接吸收微波而發(fā)熱，沒有經(jīng)過其他中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，因此除少量的傳輸損耗外幾乎無其他損耗。比一般常規(guī)加熱省電約30%-50%。5實驗結(jié)論通過以上實驗和數(shù)據(jù)的分析，此次探索實驗還是取得了比較理想的結(jié)果的。在開始的探索實驗階段，由于沒有任何類似經(jīng)驗，導(dǎo)致了實驗中用微波養(yǎng)護法制成的試塊抗壓

42、強度有所降低。在該次試驗后，我們進行了反思與總結(jié)，努力將微波養(yǎng)護下影響試塊強度的因素全部考慮到 。盡管試驗中，采取微波養(yǎng)護法的試塊所表現(xiàn)出來的技術(shù)數(shù)據(jù)不能令人滿意，但這次失敗為我們提供了很多寶貴的經(jīng)驗和教訓，使我們在接下來的試驗中，針對性更強，對實驗過程中各階段的控制，也更加合理。 在第二次試驗中，鑒于第一階段探索實驗的經(jīng)驗，我們在進行此次實驗時，改變了處于微波中的混凝土試塊的養(yǎng)護環(huán)境，所采取措施為為其包裹上一塊濕毛巾，以創(chuàng)造出相對濕度較高，并使試塊長期處于高溫蒸壓的環(huán)境中。其原理是，微波使混凝土試塊失去水分較劇烈，這影響了水泥的水化作用的正常進行，而當混凝土石塊處于相對濕度較大的環(huán)境中時，其

43、失水速度會得到控制，這對于強度的建立，是非常有利的。本次試驗，較第二次實驗來說，是非常成功的。養(yǎng)護到第3天時，處于微波養(yǎng)護下的試塊平均承壓峰值為124.29KN比在標準養(yǎng)護室中的試塊平均承壓峰值116.68KN提高了 6.5%。第7天時，處于微波養(yǎng)護下的試塊平均承壓峰值210.61KN比在標準養(yǎng)護室中的試塊平均承壓峰值181.34KN提高了16.1%。而當?shù)搅说?8天，強度提高達到了20.4%。而且，微波養(yǎng)護下第7天承壓峰值210.61KN，與根據(jù)規(guī)公式計算得到的第七天的理論承壓峰值，221.21KN，誤差僅為5%，不超過規(guī)規(guī)定的15%，第 28天承壓峰值 384.5KN，與根據(jù)規(guī)公式計算得到

44、的第28天的理論承壓峰值379.96KN，甚至略有提高。以上分析，很容易發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過微波養(yǎng)護法養(yǎng)護的試塊，其強度建立和時間的線性關(guān)系與規(guī)所規(guī)定的的，幾乎是同步的，這就再一次證明了，微波養(yǎng)護法并沒有改變混凝土結(jié)硬機理?？紤]到實驗條件和時間關(guān)系等問題，該實驗還沒做到盡善盡美的程度，比如，微波養(yǎng)護后，混凝土的耐久性，抗腐蝕性，抗機械磨損等性能還有待進一步進行考證。綜上，采用微波法養(yǎng)護混凝土，只要把過程控制好，創(chuàng)造出混凝土結(jié)硬的良好環(huán)境，就能在早期為混凝土建立起工程所需的強度，并在養(yǎng)護結(jié)束后，將同等配比的混凝土構(gòu)件強度提高至少20%，這在工程上，是有非常積極的意義的。參考文獻1 立礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)設(shè)計原理，人民

45、交通，2005年版，617頁。2 紅群，微波應(yīng)用于瀝青路面養(yǎng)護的實驗研究，中國公路，2007年，第27卷，第 一期，229332頁。3 單片機教程網(wǎng)，微波爐原理，網(wǎng)絡(luò)地址： .51hei./dianzi/509.Html，2008年04月24日。4 水泥工藝網(wǎng)，水泥及其凝理，網(wǎng)絡(luò)地址， .sngyw./cementApp/detail/shownews.aspnewsid=255&p=1，2009年1月7日。5 力，回歸分析方法原理及SPSS實際操作21世紀高等院校經(jīng)濟類與管理類教材，2004年08 月1日。 辭 經(jīng)過了數(shù)月的畢業(yè)設(shè)計，從選題、撰寫、修改到完稿的整個過程，都是在我的導(dǎo)師余曉雅老

46、師的精心指導(dǎo)下完成的。老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度使我受益匪淺。在指導(dǎo)過程中余老師不厭其煩，對設(shè)計從材料，實驗儀器，實驗方法，以及實驗數(shù)據(jù)及公式的應(yīng)用都給予了認真的指點和幫助。在此，也要對實驗室勝昔老師提出特別感。本次實驗需要的儀器繁多，過程也較復(fù)雜，老師對本實驗提供了無私的幫助，并在實驗過程中提出了很多寶貴的意見，如果沒有老師的幫助，本設(shè)計是不可能順利完成的。最后，本人向?qū)熡嗬蠋熞约八袔椭^我的王亞瑞，孟慶領(lǐng)，海宏同學表示最誠摯的感。 附錄INDUSTRY PROFILEConcrete and Masonry ContractorsSIC CODES: 1741, 1771, 1791NAICS

47、 CODES: 23811, 23812, 23814QUARTERLY UPDATE 3/22/2010About First ResearchFirst Research, a D&B pany, is the leading provider of Industry Intelligence Tools that help sales and marketing teamsperform faster and smarter, open doors and close more deals. First Research performs the heavy lifting” by an

48、alyzinghundreds of sources to create insightful and easy to digest Industry Intelligence that can be consumed very quickly to betterunderstand a prospects or clients business issues. Customers include leading panies in banking, accounting,insurance, technology, telemunications, business process outs

49、ourcing and professional services such as ADP, Bank ofAmerica, Merrill Lynch and Sprint. Used by more than 60,000 sales professionals, First Research can benefit anyorganization which has prospects in multiple industries.Attention: This Industry Profile purchase is an individual license and is not t

50、o be distributed to additional individuals evenwithin the same organization. For corporate or small business subscription information, visit .firstresearch. or call866-788-9389.Industry OverviewThe US concrete and masonry contracting industry includes about 36,000 establishments (single-location pan

51、iesand units of multi-location panies) with bined annual revenue of $50 billion. Major panies include BakerConcrete Construction, Ceco Construction Group, Stewart Builders, and United Forming.The industry includes three main groups: poured concrete foundation and structure contractors; structural st

52、eel andprecast concrete contractors; and masonry contractors.PETITIVE LANDSCAPEDemand is driven by residential and mercial construction. The profitability of individual panies depends on costestimation and project management. Large panies have economies of scale in marketing and purchasing. Smallpan

53、ies can pete effectively by specializing. The industry is labor-intensive: annual revenue per employee is lessthan $150,000.The federal economic stimulus package approved in 2009, which included billions of dollars for infrastructure projects,should prove to be a boon for concrete and masonry contra

54、ctors.PRODUCTS, OPERATIONS & TECHNOLOGYMajor jobs for concrete and masonry contractors include foundations and walls for residential and mercial buildingprojects, as well as for infrastructure such as driveways and parking areas, highways, streets, sidewalks, bridges,tunnels, and sewers.Concrete is

55、a highly versatile material. Its characteristics depend on the types and proportions of the variousmaterials mi*ed to create it. Concrete contains portland cement (the binding material); sand; gravel (or other kinds ofcrushed rock, all called aggregate); and water. Some concretes also contain colori

56、ng agents, sealants, and otheradditives to provide special properties. On construction projects, the type of concrete needed is usually specifiedprecisely and may be tested periodically for quality. Contractors usually mi* ingredients at a central yard just beforedelivery to a construction site, whe

57、re the concrete must be poured within a few hours before it begins to harden, or set.Concrete contractors primarily pour concrete into prepared forms and molds, which often contain reinforcing steel bars(rebar). Most concrete contractors erect their own forms or molds and place patterns of rebar bef

58、ore pouring. Bothform and rebar work are sometimes subcontracted to specialists, especially on plicated projects. Various devicesused during the pouring process ensure that air pockets do not form and that the concrete is well pacted. In additionto the familiar mi*ing trucks with rotating barrels, c

59、ontractors may use lift buckets and concrete pumps.Structural steel contractors erect and assemble structural parts made from steel or precast concrete, such as steelbeams, structural steel ponents, and similar products of precast concrete. They also assemble and install other steelconstruction prod

60、ucts, including steel rods, bars, and rebar to reinforce poured-in-place concrete.Masonry contractors use concrete blocks, bricks, and other pre-formed elements to build walls. Most masonryprojects specify a particular type of concrete block, brick, or stone, which the contractor usually buys from w