摘要：為確保生產(chǎn)海水海砂混凝土的工作性能，減少因生產(chǎn)過程導(dǎo)致海水海砂混凝土質(zhì)量不合格而帶來混凝土強(qiáng)度性質(zhì)降低，從影響混凝土在建筑工程中的使用，本文綜合文獻(xiàn)閱讀、實(shí)地調(diào)研等方法提出影響海水海砂混凝土質(zhì)量的因素，構(gòu)建層次分析法的評價體系，并計(jì)算各個因素的權(quán)重，對權(quán)重較大的影響因素制定相應(yīng)的控制措施。研究表明，海水海砂混凝土組成材料中的水泥、石子和海砂等對海水海砂混凝土生產(chǎn)質(zhì)量影響較大，其余影響混凝土生產(chǎn)質(zhì)量較大的因素包括混凝土的攪拌、生產(chǎn)過程中的溫度和海水中的氯化鈉等。

　　關(guān)鍵詞：海水海砂混凝土;新型材料;生產(chǎn)質(zhì)量;層次分析法(AHP)

　　0 引言

　　新型混凝土材料的種類主要包括高性能混凝土、高強(qiáng)度混凝土、輕質(zhì)混凝土、微坍落度混凝土等，新型混凝土材料是對傳統(tǒng)混凝土材料進(jìn)行進(jìn)一步改良，使混凝土具有更好的抗壓強(qiáng)度、彈性模量、耐久性等工作服役性能;此外混凝土的改良之后兼具耐磨損、抗腐蝕、防滲等特性;在新型混凝土材料研究過程中主要側(cè)重于研究混凝土中傳統(tǒng)組成材料的替代物，使混凝土具有高性能、抗腐蝕性、防滲性等特性[1-3]。

　　混凝土中主要材料包括膠凝材料、粗集料、細(xì)集料、水等，其中的細(xì)集料是河沙，我國的混凝土和水泥的用量較大，在生產(chǎn)混凝土過程中需要大料的河沙，河沙過度的開采易破壞河流的河床、生態(tài)環(huán)境等。海水海砂混凝土能夠利用海砂替代河沙，研究表明海砂替代混凝土中河沙時混凝土的強(qiáng)度有一定程度的降低，淡化海砂混凝土的強(qiáng)度相對于普通混凝土強(qiáng)度較高[4];為深入研究海水海砂混凝土的潛在危害，周繼凱等[5]對海水海砂混凝土的潛在危害進(jìn)行了深入的研究，研究表明硫酸鹽、氯離子等化學(xué)成分對混凝土具有一定的負(fù)面作用，海水海砂混凝土在生產(chǎn)過程中的的生產(chǎn)環(huán)境降低混凝土的動彈性模量;周曉明等[6]從海水海砂混凝土的配合比方面研究混凝土的性能，研究結(jié)果表明淡化后的海砂混凝土與傳統(tǒng)混凝土的強(qiáng)度、耐久性、彈性模量相近。研究人員對海水海砂混凝土與普通混凝土的工作性能進(jìn)行了對比研究[7-9]，但研究人員并未深入分析影響海水海砂混凝土的主要影響因素。

　　本文以海水海砂新型混凝土材料為研究對象，為分析影響海水海砂混凝土生產(chǎn)質(zhì)量的主要因素，根據(jù)文獻(xiàn)閱讀、室內(nèi)試驗(yàn)確定海水海砂混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量的一級指標(biāo)和二級指標(biāo)，并利用層次分析法確定海水海砂混凝土生產(chǎn)質(zhì)量的影響因素的權(quán)重，對權(quán)重較大的影響因素采用相應(yīng)的控制措施[10-13]。

　　1 海水海砂混凝土生產(chǎn)質(zhì)量評價

　　1.1 海水海砂混凝土生產(chǎn)質(zhì)量評價體系構(gòu)建

　　海水海砂混凝土生產(chǎn)質(zhì)量層次分析法評價體系主要包括目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層，將海水海砂混凝土生產(chǎn)質(zhì)量作為層次分析法評價體系的目標(biāo)層，將海水海砂混凝土的生產(chǎn)環(huán)境、組成材料、化學(xué)成分等作為準(zhǔn)則層，將海水海砂混凝土生產(chǎn)過程影響混凝土質(zhì)量的因素作為指標(biāo)層，具體的海水海砂混凝土生產(chǎn)質(zhì)量評價體系，如圖1所示。

　　根據(jù)圖1海水海砂混凝土生產(chǎn)質(zhì)量評價體系可知，評價因素集合X={X1，X2，X3}，X1={x11，x12，x13}，X2={x21，x22，x23，x24，x25，x26}，X3={x31，x32，x33}，其中X為目標(biāo)層即海水海砂混凝土生產(chǎn)質(zhì)量;Xi為準(zhǔn)則層，X1為海水海砂混凝土生產(chǎn)環(huán)境，X2為海水海砂混凝土組成材料，X3為海水海砂混凝土化學(xué)成分;xij為指標(biāo)層，x11～x33分別為圖1中的海水海砂混凝土攪拌溫度、濕度、方式、水泥、石、海砂等因素。

　　1.2 確定風(fēng)險權(quán)重

　　為分析海水海砂混凝土生產(chǎn)過程中，需確定生產(chǎn)過程中影響海水海砂混凝土質(zhì)量因素的權(quán)重，各個海水海砂混凝土質(zhì)量影響因素的權(quán)重大小可以根據(jù)層次分析法進(jìn)行確定，并構(gòu)造相應(yīng)的判斷矩陣，計(jì)算構(gòu)造矩陣的特征值并對海水海砂混凝土生產(chǎn)環(huán)境、海水海砂混凝土組成材料、海水海砂混凝土化學(xué)成分等評價因素的影響混凝土質(zhì)量程度進(jìn)行排序權(quán)值，分析步驟如下。

　　①將海水海砂混凝土的同一指標(biāo)的風(fēng)險因素進(jìn)行兩兩比較并根據(jù)分值進(jìn)行評分，評分分值如表1所示。

　　②根據(jù)評價指標(biāo)的評分結(jié)果確定判斷矩陣，并根據(jù)計(jì)算幾何平均公式計(jì)算判斷矩陣每行元素的幾何平均值，具體的幾何平均計(jì)算公式如式(1)所示。

　　③將計(jì)算得出判斷矩陣每行元素的幾何平均值利用歸一化公式(2)進(jìn)行歸一化處理，具體的公式如式(2)所示。

　　④計(jì)算判斷矩陣的最大特征值λmax，最大特征值的計(jì)算公式如式(3)所示;

　　式中(Aω)i為向量nωi的第i個元素。

　　⑤計(jì)算一致性檢驗(yàn)數(shù)CI的計(jì)算對計(jì)算結(jié)果的一致性進(jìn)行檢驗(yàn)，一致性檢驗(yàn)公式如式(4)所示，CI與RI值進(jìn)行對比相除，如式(5)所示，其值與0.1進(jìn)行對比，若小于0.1則一致性較好，若大于0.1則一致性較差;

　　式中：n為階數(shù)，CI值越大，判斷矩陣的一致性越差，反之CI值越小，判斷矩陣的一致性越好。

　　⑥當(dāng)矩陣滿足一致性要求時，可以把■作為各個風(fēng)險因素的權(quán)重。

　　根據(jù)海水海砂混凝土生產(chǎn)質(zhì)量影響因素的權(quán)重和矩陣一致性的計(jì)算結(jié)果，從而確定影響海水海砂混凝土生產(chǎn)質(zhì)量的主要因素。

　　2 實(shí)例分析

　　2.1 海水海砂混凝土生產(chǎn)質(zhì)量的判斷矩陣和權(quán)重

　　采用層次分析(AHP)法對海水海砂混凝土生產(chǎn)質(zhì)量的影響因素進(jìn)行分析、計(jì)算和評價，確定各個生產(chǎn)質(zhì)量影響因素的權(quán)重，如表3所示。

　　將矩陣的列向量進(jìn)行歸一正規(guī)化，得到列正規(guī)化的判斷矩陣為：■

　　將列正規(guī)化后的矩陣按行相加，并作為一個向量(0.78，1.90，0.32)，并將該向量做正規(guī)化，則所求的特征向量為(0.26，0.63，0.11)，計(jì)算判斷矩陣最大特征值。

　　所以最大特征值：λmax=3.04;

　　一致性指標(biāo)和一致性比例為：CI=0.019;

　　■達(dá)到一致性的要求。

　　綜上所述，海水海砂混凝土在生產(chǎn)施工過程中，影響其施工質(zhì)量最大的因素為海水海砂混凝土組成材料，其權(quán)重為0.634;其次為海水海砂混凝土作業(yè)環(huán)境和方法，風(fēng)險權(quán)重為0.260;影響因素最小的為化學(xué)成分，風(fēng)險權(quán)重為0.106。

　　海水海砂混凝土生產(chǎn)環(huán)境對混凝土生產(chǎn)質(zhì)量而言，各生產(chǎn)環(huán)境的指標(biāo)權(quán)重大小關(guān)系如表4所示。

　　海水海砂混凝土組成材料對混凝土生產(chǎn)質(zhì)量而言，各組成材料的指標(biāo)權(quán)重大小關(guān)系如表5所示。

　　海水海砂混凝土化學(xué)成分對混凝土生產(chǎn)質(zhì)量而言，各化學(xué)成分的指標(biāo)權(quán)重大小關(guān)系如表6所示。

　　為方便分析將表3～表6中的權(quán)重值數(shù)據(jù)匯總至各風(fēng)險因素的綜合權(quán)重，其中綜合權(quán)重的計(jì)算結(jié)果是準(zhǔn)則層的權(quán)重和指標(biāo)層的權(quán)重的乘積，計(jì)算結(jié)果如表7所示。

　　2.2 裝配式建筑建造風(fēng)險層次的排序

　　由表6可知，在海水海砂混凝土生產(chǎn)過程中混凝土組成材料的權(quán)重大于相對于生產(chǎn)環(huán)境和化學(xué)成分的權(quán)重，所以在海水海砂混凝土生產(chǎn)過程應(yīng)加強(qiáng)控制海水海砂混凝土的級配設(shè)計(jì)。對于生產(chǎn)過程而言，混凝土組成材料中的水泥(x21)權(quán)重較大，其權(quán)重為0.28，所以加強(qiáng)控制水泥質(zhì)量以及水泥保管，水泥在保管過程中注重防潮等;其次是施工現(xiàn)場環(huán)境中的混凝土攪拌方式，攪拌方式(x16)在混凝土材料的生產(chǎn)質(zhì)量中的權(quán)重為0.16，海水海砂混凝土在生產(chǎn)攪拌過程中應(yīng)該充分對混凝土進(jìn)行攪拌，混凝土攪拌不充分易影響混凝土的抗壓強(qiáng)度、彈性模量;海水海砂混凝土的組成材料中的石(x22)在混凝土生產(chǎn)過程的質(zhì)量方面中的權(quán)重，其權(quán)重為0.14，在進(jìn)行篩選混凝土粗骨料時應(yīng)該對嚴(yán)格選用石，石子的選用盡量選取碎石而不是河海中的卵石;其余影響因素中，影響混凝土材料質(zhì)量較大的因素包括生產(chǎn)過程中的溫度、組成材料中的海砂、化學(xué)成分中的氯化鈉，在生產(chǎn)海水海砂混凝土過程中應(yīng)該控制海水海砂中的氯化鈉等化學(xué)成分。

　　利用層次分析(AHP)法確定的12個影響因素中，x21、x22、x16的影響因素較大，且權(quán)重值之和達(dá)到0.58，這三個影響因素中的兩個因素是混凝土組成材料的影響因素，所以為確保海水海砂混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量，應(yīng)加強(qiáng)混凝土生產(chǎn)過程中主要材料的選用，以及混凝土級配的設(shè)計(jì)。

　　3 結(jié)論

　　①由于海水海砂混凝土屬于新型混凝土材料，其生產(chǎn)過程中的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)還未形成，混凝土中的組成材料、生產(chǎn)環(huán)境、化學(xué)成分等對海水海砂混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量易造成一定的影響，針對海水海砂混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量問題的復(fù)雜性、多層次性的特點(diǎn)，根據(jù)海水海砂混凝土生產(chǎn)環(huán)境、海水海砂混凝土組成材料、海水海砂混凝土化學(xué)成分等信息，定性確定12個因素的質(zhì)量評價指標(biāo)作為構(gòu)成海水海砂混凝土生產(chǎn)質(zhì)量的評價體系。②針對海水海砂混凝土生產(chǎn)質(zhì)量的特點(diǎn)，利用AHP法計(jì)算各個影響質(zhì)量因素的權(quán)重，根據(jù)層次分析法的結(jié)果可確定組成材料對海水海砂混凝土的質(zhì)量影響較大，尤其是組成材料中的水泥、石和海砂等，其余影響混凝土生產(chǎn)質(zhì)量較大的因素包括混凝土的攪拌、生產(chǎn)過程中的溫度和海水中的氯化鈉等化學(xué)成分。③海水海砂混凝土由于生產(chǎn)過程存在復(fù)雜性、多層次性和不確定性，對混凝土的質(zhì)量影響較大，層次分析法較全面、合理地確定了海水海砂混凝土生產(chǎn)質(zhì)量的主要影響因素，該方法具有一定的工程參考價值。

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