基于正交试验法的钢筋保护层厚度影响因素研究.pdf

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1、!!"#!研究与探讨基于正交试验法的钢筋保护层厚度影响因素研究陈军（苏交科集团股份有限公司，江苏南京211100）摘要：对已成型混凝土试件的钢筋保护层厚度进行检测，并用游标卡尺量测厚度的真实值，得出检测误差。采用七因素两水平和四因素三水平两种正交试验对测得的误差进行分析，得出保护层厚度和钢筋种类对检测结果的误差影响较大。关键词：影响因素；正交实验；混凝土；保护层厚度前言钢筋混凝土保护层厚度是保证结构使用寿命的重要参数，过大或过小都对会使结构不能保证正常的使用寿命，保护层厚度的缺陷对结构的力学性能以及结构的耐久性产生影响，因此对钢筋混凝土保护层厚度的研究很有必要。工程

2、中影响钢筋混凝土保护层厚度的检测精度是多因素的，主要包括不同的保护层厚度、不同的钢筋种类、不同的混凝土强度、不同钢筋直径、不同的检测方法等因素。单独对每个影响因素进行研究不但不能反映各因素相互之间的影响差异，而且工作量巨大，而正交实验方法很好的解决了这两个问题。正交试验中任意一个因素的任意一个水平与其他的因素的任意一个水平有且只有一次的交叉机会，试验结果的分析更具有科学性。1试件成型及检测本部分将采用正交试验的方法对钢筋保护层厚度影响因素进行分析，通过分析得出对钢筋保护层检测误差影响较大的因素。正交试验将采取七因素两水平的正交试验模式对测得的数据进行分析，同时采用四

3、因素三水平对七因素两水平的结果进行验证。七因素两水平试验参数见表1，七因素两水平正交试验表见表2，四因素三水平试验参数见表3，四因素三水平正交试验表见表4。为方便下文介绍试验，将七因素两水平试验记为试验一，四因素三水平试验记为试验二。表1试验一七因素两水平正交参数表2试验一七因素两水平正交试验表2结果分析2.1试验一在该试验中，影响因素为混凝土强度、保护层厚度、钢筋直径、钢筋种类、单双排筋、测试方法以及掺合料，每个因素选取两个水平。用游标卡尺量出钢筋保护层的实际厚度，精确到表3试验二四因素三水平正交参数0.01mm，为真实值，与测量值相减得出测量偏差，并进行统计，表

4、4试验二四因素三水平正交试验表得出表5。其中Ii为i对应误差的均值，Ti为i对应误差的通过两组正交试验可得出正交试验需要试件钢筋排布方极差，Ti值越大表示该因素对试验结果的影响越大。例如式，试验一钢筋排布方式见图1，试验二钢筋排布方式见图2。T1>T2>T3则表示第一个因素对试验结果的影响大于第二个图1试验一钢筋排布方式因素，并且第二个因素对试验结果的影响大于第三个因素。图2试验二钢筋排布方式表5试验一正交实验表研究与探讨!!"#!变为最大。原因是在试验二钢筋种类中将不锈钢作为考虑因素，而不锈钢的影响明显过大，造成钢筋种类部分误差的变大。表6试验二正交实验表（2）混

5、凝土强度对检测结果的影响：II1>III1>I1，即检测偏差C40>C25>C20，可以看出随着保护层厚度的增大，检测的偏差也在增大，而C25混凝土的检测值与C20混凝土的检测值相差很小，C40混凝土偏差相对较大，但并未呈现明显增大的趋势，因此混凝土强度对混凝土钢筋保护层厚度检测精度影响较小。通过表5可以看出：（3）混凝土厚度对检测结果的影响：I2T2>T1>T3>T4>T7>T5可见对于钢筋保护层厚度测的保护层厚度偏差30mm<40mm<50mm，可以看出随着保护层厚试的偏差来说，检测的方法的影响>保护层厚度>混凝土强度的变大，

6、检测的误差也在不断增大，这基本与本章3.2部分度>钢筋直径>钢筋种类>掺合料>排数。但不同因素所选不同钢筋保护层厚度对钢筋保护层厚度检测精度的影响结果取的水平相互偏差并不特别明显，T值均未超过0.7。原因可相符合。能是每个因素选取的水平较少，并不能完全体现各个因素之（4）不同直径对检测结果的影响：III3>I3>II3即钢筋直间的偏差大小。可以根据试验二来进一步进行分析。径为36mm时的偏差>钢筋直径为16mm时的偏差>钢筋直径（2）就强度来说，由于I1、II1逐渐增大，可以看出：随着为28mm时的偏差。同时3种不同直径的钢筋之间的偏差并不混凝土强度的变大，测量的偏

7、差同样也在变大。不过两个数值大，基本可以认为钢筋直径对钢筋保护层厚度检测精度的影之间的偏差并不特别明显，说明强度的影响并不显著。在试验响结果较小。二中将选取三个水平进行详细研究。（5）不同钢筋种类对检测结果的影响：II4>I4>III4即不（3）就保护层厚度来说，由于I2、II2逐渐变大，可以看锈钢对检测结果的影响>普通碳素结构钢对检测结果的影响出：随着混凝土保护层厚度的变大，测量的偏差也在变大。同>环氧涂层钢筋对检测结果的影响。而环氧涂层钢筋和普通样将在第二个试验中进行三个水平的研究以求得到更准确的碳素结构钢的偏差较小，基本可以认为普通碳素结构钢和环规律。氧涂