一种修正混凝土实验误差的方法
【专利摘要】本发明公开了一种修正混凝土实验误差的方法，涉及混凝土精细化实验设计。本发明包括如下步骤：1)采用多组设有基准混凝土、对比混凝土的混凝土原料组，分时段进行相同实验，并采集相关实验数据以及影响实验的相关因素数据；2)对每组的基准混凝土相关实验数据进行拟合曲线；3)根据拟合曲线对对比混凝土实验数据进行修正；4)将基准混凝土相关实验数据以及其影响实验的相关因素数据进行数据回归拟合曲线；5)根据步骤4)中的拟合曲线对步骤3)中对比混凝土实验数据再次进行修正。本发明可特别适用于外加剂复配厂及能够复配外加剂的商混站用于数据修正；还可以用于萘系减水剂、缓凝剂等原材料和成品品质检测。
【专利说明】
一种修正混凝土实验误差的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及混凝土精细化实验设计，具体涉及一种修正混凝土实验误差的方法。
【背景技术】
[0002] 混凝土是由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。混凝土主要包 括：（1)、胶凝材料，主要是水泥，还有粉煤灰、矿粉、硅灰等掺合料；（2)、集料，主要包括砂、 石等骨料；（3)拌合水，需要一定量的拌合水与胶凝材料反应，并且提供混凝土的流动度等 施工性能；（4)外加剂，混凝土外加剂做为其中重要组分，对混凝土的强度、流动度、和易性、 含气量、耐久性等性能起着重要作用。
[0003] 由于混凝土原材料组成太复杂，光水泥矿物组分就有几百种变化，加上集料的成 分和品质变化，所以混凝土的实验结果的真实性和可重复性是值得怀疑的。我们首先要保 证混凝土外加剂品质检测结果真实可靠，就要想办法排除实验材料波动、人为因素、机器设 备波动、实验环境条件变化等干扰品质检测实验结果的因素。一般来讲，外加剂公司和商混 站的混凝土拌和实验室没有控制实验室环境温湿度的实验设施，所以肯定会存在实验误 差。
[0004] 现有技术中，存在聚羧酸系减水剂排查实验及进、出厂检测大多采用留样对比，这 样的结果是在一定误差范围内认为实验结果相同，并不利于做精细化的实验结果采集；
[0005] 另外，做外加剂正交实验及规律性实验时不能完全排除环境因素，人为因素对实 验结果的干扰，往往是采用多次重复实验再取平均值的方法进行结果修约。如混凝土立方 体抗压强度测试，采用中值修约;外加剂品质检测采用多次对比再取平均值修约。
[0006] 存在无法完全排除环境、机器、人等背景干扰因素的问题，检测数据需多次重复才 有说服性；
[0007] 还存在由于实验波动的存在，做精细化的实验很难发现规律，更难排除正交实验 的结果误差。
【发明内容】
[0008] 本发明所要解决的技术问题是提供一种修正混凝土实验误差的方法，旨在排除混 凝土实验环境条件变化因素对实验结果的干扰。
[0009] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种修正混凝土实验误差的 方法，其特征在于:包括如下步骤：
[0010] 1)采用多组设有基准混凝土、对比混凝土的混凝土原料组，分时段进行相同实验， 并采集相关实验数据以及影响实验的相关因素数据；
[0011] 2)对每组的基准混凝土相关实验数据进行拟合曲线；
[0012] 3)根据拟合曲线对对比混凝土实验数据进行修正；
[0013] 4)将基准混凝土相关实验数据以及其影响实验的相关因素数据进行数据回归拟 合曲线；
[0014] 5)根据步骤4)中的拟合曲线对步骤3)中对比混凝土实验数据再次进行修正。
[0015]进一步的技术方案在于，其适用于外加剂或掺合料混凝土实验误差的修正。
[0016] 进一步的技术方案在于，所述的相关实验数据包括出机扩展度与时间、扩展度经 时损失。
[0017] 进一步的技术方案在于，所述影响实验的相关因素数据为温度与湿度。
[0018] 进一步的技术方案在于，所述步骤1)采用全天候分时段进行试验。
[0019] 进一步的技术方案在于，所述步骤2)是将基准混凝土出机扩展度和经时损失变 化，绘制拟合曲线，
[0020] 进一步的技术方案在于，所述步骤3)中的修正步骤如下：
[0021] (1)根据步骤2)中的拟合曲线观察每组混凝土原料组中的基准混凝土相关实验数 据，确定相互之间的关系；
[0022] (2)根据步骤(1)确定的关系，对其他对比混凝土相关实验数据进行修正。
[0023]进一步的技术方案在于，所述步骤3)中的修正步骤如下：
[0024] (1)将同时段内的其中一组基准混凝土相关实验数据作为基准数据，每组基准混 凝土相关实验数据均与基准数据相除，确定相关系数。
[0025] (2)同时间段内的对比混凝土相关实验数据要除以相关系数作为修正值。
[0026] 进一步的技术方案还在于，所述步骤4)为将基准数据中的出机扩展度变化与温度 或湿度分别进行多项式进行拟合曲线。
[0027] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明可以根据环境温湿度变化来修 正聚羧酸母液品检结果，特别适用于外加剂复配厂及能够复配外加剂的商混站用于数据修 正;本发明不仅用于聚羧酸母液品质检测，还可以用于萘系减水剂、缓凝剂等原材料和成品 品质检测，也可用于学校、科研机构修正实验组数较多的实验数据结果，如修正全因子实验 和正交实验结果。
【具体实施方式】
[0028] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例 仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范 围。
[0029] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以 采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的 情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0030] 本发明阐述了一种修正混凝土实验误差的方法，其特征在于:包括如下步骤：
[0031] 1)采用多组设有基准混凝土、对比混凝土的混凝土原料组，分时段进行相同实验， 并采集相关实验数据以及影响实验的相关因素数据；
[0032] 2)对每组的基准混凝土相关实验数据进行拟合曲线；
[0033] 3)根据拟合曲线对对比混凝土实验数据进行修正；
[0034] 4)将基准混凝土相关实验数据以及其影响实验的相关因素数据进行数据回归拟 合曲线；
[0035] 5)根据步骤4)中的拟合曲线对步骤3)中对比混凝土实验数据再次进行修正。
[0036]优选的，其适用于外加剂或掺合料混凝土实验误差的修正。
[0037] 优选的，所述的相关实验数据包括出机扩展度与时间、扩展度经时损失。
[0038] 优选的，所述影响实验的相关因素数据为温度与湿度。
[0039] 优选的，所述步骤1)采用全天候分时段进行试验。
[0040] 优选的，所述步骤2)是将基准混凝土出机扩展度和经时损失变化，绘制拟合曲线， [0041 ]优选的，所述步骤3)中的修正步骤如下：
[0042] (1)根据步骤2)中的拟合曲线观察每组混凝土原料组中的基准混凝土相关实验数 据，确定相互之间的关系；
[0043] (2)根据步骤(1)确定的关系，对其他对比混凝土相关实验数据进行修正。
[0044] 优选的，所述步骤3)中的修正步骤如下：
[0045] (1)将同时段内的其中一组基准混凝土相关实验数据作为基准数据，每组基准混 凝土相关实验数据均与基准数据相除，确定相关系数。
[0046] (2)同时间段内的对比混凝土相关实验数据要除以相关系数作为修正值。
[0047]优选的，所述步骤4)为将基准数据中的出机扩展度变化与温度或湿度分别进行多 项式进行拟合曲线。
[0048] 实施例
[0049]本实施例用于聚羧酸减水母液混凝土品检实验修正，其主要包括三步:第一步是 根据基准混凝土数据变化修正实验结果;第二步寻找基准混凝土数据变化与温湿度变化关 系;第三步根据温湿度变化直接修正其他实验结果。
[0050] 聚羧酸减水剂母液混凝土品质检测实验按照GB8076-2008中掺高性能减水剂混 凝土的方法检测，每盘混凝土拌制量为15L，总共需要准备拌制35盘混凝土的实验材料。实 验材料为：峨胜42.5普通硅酸盐水泥；5~10mm碎石；10~20mm碎石;全干机制砂(细度模数 1^ = 2.6);外加剂采用本公司生产聚羧酸减水剂母液(有？1、？2、31、32、33、34、05工6、〇7、 Y1、Y2等）。外加剂品质检测配合比如表1:表
[0051] 1、聚羧酸母液混凝土品质检测配合比
[0052]
[0053] 1、第一步，通过基准数据变化修正实验结果
[0054] (1)做聚羧酸母液品质检测实验，收集实验数据。
[0055] 从早上8: 30开始做实验到下午17:30下班，环境温度会逐渐升高、环境湿度会逐渐 下降，混凝土出机扩展度会逐渐变小，混凝土经时损失会逐渐加快。比较准确的评价方式是 每小时打一盘基准混凝土，观察每次基准混凝土出机扩展度和经时损失变化，绘制拟合曲 线，通过基准混凝土的变化数据来修正对比组数据。同时记录每次做基准混凝土和对比组 混凝土的环境温湿度情况。
[0056]以P2母液为例，掺聚羧酸外加剂母液的混凝土按照26 %减水率扣水，算出掺外加 剂的混凝土配合比，见表1。其余的羧酸母液按照和P2母液相同配合比做品质检测实验，测 试混凝土初始扩展度及扩展度经时损失，并记录实验室环境温湿度，每次混凝土测试完扩 展度后都装桶并加盖，按照规定时间测试经时损失，实验结果见表2。
[0057] 表2、全天混凝土外加剂品质检测数据
[0061 ] (2)观察P2基准数据变化规律，确定系数。将第一组P2基准数据系数定为1，其余P2
基准组的数据均与第一组P2数据相除，确定系数。
[0062] 表3、P2基准母液出机扩展度及经时损失变化趋势
[0064] (3)每一小时时间段内的其他母液品质检测数据要除以基准P2母液的系数进行修 正，结果如表4所示。
[0065] 表4、对比组母液(除去P2基准组）出机扩展度及经时损失变化趋势
[0068] 2、第二步，通过数据回归拟合方法确定P2基准变化与温湿度变化关系
[0069] P2基准母液出机扩展度变化与温度关系拟合曲线，6次多项式拟合精度较高，温度 与出机扩展度拟合、0.5小时扩展度拟合及1小时扩展度拟合的R 2均大于0.99。比如温度与 出机扩展度拟合的六次关系式为：
[0070] y = -17 · 968χ6+2487 · 3x5-143438x4+4E+06x3-8E+07x2+7E+08x-3E+09;
[0071] R2 = 〇.9919
[0072] 为了简化计算，采用二次多项式拟合，R2-般大于0.97。而湿度与出机扩展度的6 次多项式拟合的R 2不到〇. 5，精度不够，拟合公式如下：
[0073] y = 2.9198x6-1343.8x5+257701x4+3E+07x 3+2E+09x2-5E+10x+6E+ll；
[0074] R2 = 0.4428
[0075] 原因是每次做混凝土实验的铁板都会润湿，并且每一盘混凝土测试完扩展度后都 会装在桶里，并盖上盖子，所以湿度对混凝土扩展度影响不如温度影响，我们主要通过温度 变化数据来推算扩展度数据变化。
[0076] 比如温度与出机扩展度拟合的二次关系式为：
[0077] y = 5 · 7375χ2-274 · 54x+3814 · 2;公式（1)
[0078] 根据此公式可以推算出P2基准母液其他温度对应的出机扩展度数据。
[0079] 3、根据温度变化数据修正实验结果
[0080]日常聚羧酸母液品检数据如表5所示，以P2母液作为基准，其余母液作为对比组， 记录每一组实验的温湿度，然后根据公式（1)修正实验结果。比如要修正11:30的C5出机扩 展度实验结果，则要先计算11:30的P2出机扩展度，将温度22.7°C代入公式（1)得11:30的P2 出机扩展度为538.6mm;再根据9:00的P2基准出机扩展度数据修正11:30的C5实验结果，k = 360 X 538.6-1-545 = 355.8mm 〇
[0081]表5、母液品检数据对比
[0084] 本发明的实施例技术方案2、第二步，通过数据回归拟合方法确定P2基准变化与温 湿度变化关系，还可以做如下改进：
[0085] 1、多项式拟合可以在2次到6次之间；
[0086] 2、此套实验修正方法可以用于其他行业实验组数较多的实验结果修正，也可以用 于正交实验结果修正。
[0087] 3、基准组可以采用不加外加剂的空白实验或者添加其他羧酸母液实验组，也可以 用于萘系减水剂、葡萄糖酸钠、木质素磺酸盐减水剂、氨基减水剂、脂肪族减水剂等原材料 或成品的品检实验。
[0088] 4、本发明采用基准数据变化结果来修正对比组实验数据，然后找到基准组实验数 据变化与环境条件变化的关系，以后的实验可以直接根据环境条件变化来修正实验结果， 可以较容易地发现实验数据变化规律。
【主权项】
1. 一种修正混凝土实验误差的方法，其特征在于:包括如下步骤： 1) 采用多组设有基准混凝土、对比混凝土的混凝土原料组，分时段进行相同实验，并采 集相关实验数据以及影响实验的相关因素数据； 2) 对每组的基准混凝土相关实验数据进行拟合曲线； 3) 根据拟合曲线对对比混凝土实验数据进行修正； 4) 将基准混凝土相关实验数据以及其影响实验的相关因素数据进行数据回归拟合曲 线； 5) 根据步骤4)中的拟合曲线对步骤3)中对比混凝土实验数据再次进行修正。2. 根据权利要求1所述的一种修正混凝土实验误差的方法，其特征在于:其适用于外加 剂或掺合料混凝土实验误差的修正。3. 根据权利要求1或2所述的一种修正混凝土实验误差的方法，其特征在于:所述的相 关实验数据包括出机扩展度与时间、扩展度经时损失。4. 根据权利要求1或2所述的一种修正混凝土实验误差的方法，其特征在于:所述影响 实验的相关因素数据为温度与湿度。5. 根据权利要求1所述的一种修正混凝土实验误差的方法，其特征在于:所述步骤1)采 用全天候分时段进行试验。6. 根据权利要求1或2所述的一种修正混凝土实验误差的方法，其特征在于:所述步骤 2)是将基准混凝土出机扩展度和经时损失变化，绘制拟合曲线。7. 根据权利要求1所述的一种修正混凝土实验误差的方法，其特征在于:所述步骤3)中 的修正步骤如下： (1) 根据步骤2)中的拟合曲线观察每组混凝土原料组中的基准混凝土相关实验数据， 确定相互之间的关系； (2) 根据步骤(1)确定的关系，对其他对比混凝土相关实验数据进行修正。8. 根据权利要求1或2或7所述的一种修正混凝土实验误差的方法，其特征在于:所述步 骤3)中的修正步骤如下： (1) 将同时段内的其中一组基准混凝土相关实验数据作为基准数据，每组基准混凝土 相关实验数据均与基准数据相除，确定相关系数。 (2) 同时间段内的对比混凝土相关实验数据要除以相关系数作为修正值。9. 根据权利要求1或2所述的一种修正混凝土实验误差的方法，其特征在于:所述步骤 4)为将基准数据中的出机扩展度变化与温度或湿度分别进行多项式进行拟合曲线。
【文档编号】G01N33/38GK106093356SQ201610391916
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月4日 公开号201610391916.3, CN 106093356 A, CN 106093356A, CN 201610391916, CN-A-106093356, CN106093356 A, CN106093356A, CN201610391916, CN201610391916.3
【发明人】苏荣, 杨晓锋, 沈太林, 钟小容, 刘昭洋, 王进春, 刘栋
【申请人】石家庄市长安育才建材有限公司