7. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
5.1 THIẾT KẾ THÀNH PHẦN VHSC
5.1.1 Thiết kế thành phần hạt cho VHSC
Mục đớch của nội dung này tỡm sự phối hợp giữa 3 cấp cỡ hạt CKD (0-100àm), cỏt (0,14-5 mm), đá (5-10 mm) để tạo nên hỗn hợp hạt có độ lèn chặt lớn nhất. Trên cơ sở lựa chọn hàm lượng CKD ở trên, luận án đã lựa chọn được tỷ lệ PGK trong CKD với hàm lượng 10%SF và 20%FA và làm cơ sở để thiết kế thành phần hạt cho bê tông. Thành phần hạt tối ưu là dải các cấp cỡ hạt phối hợp để đạt được độ lèn chặt lớn nhất. Để thiết kế thành phần hạt cho hệ bê tông, luận án sử dụng phương pháp khô của De Larrard (chi tiết phương pháp được trình bày trong phụ lục PL2). Luận án sử dụng phần mềm Design Expert 7.0 với ứng dụng D-Optimal cho phép đánh giá ảnh hưởng của từng yếu tố đầu vào: CKD, cát, đá đến hàm mục tiêu là độ lèn chặt của hỗn hợp, cũng như ảnh hưởng tương tác của các nhân tố đầu vào đến tính chất của hàm mục tiêu. Ứng dụng D-optimal với các yếu tố đầu vào được khống chế trong một khoảng giá trị nhất định và tổng của các nhân tố là không đổi. Các giá trị đầu vào được mã hóa là CKD (A), Cát (C), Đá (Đ).
CKD+C+Đ=100%;0≤CKD≤100;0≤C≤100;0≤Đ≤100
Trong đó (CKD=XM+SF+FA, XM=70%CKD, SF=10%CKD, FA=20%CKD) Với các nhân tố đầu vào được xác định, ứng dụng sẽ tự động đưa ra 16 cấp phối (tỷ lệ phối hợp các nhân tố đầu vào), trong đó có 11 cấp phối khác nhau và 5 cấp phối lặp lại tại các giá trị giới hạn của các nhân tố đầu vào. Ứng dụng sẽ đưa ra một hàm bậc 2 về mối liên hệ giữa các nhân tố có dạng:
R = f(X, Y, Z) = α1*CKD+ α2* C+ α3*Đ + β1*CKD*C+ β2*CKD*Đ+ β1*C*Đ
Với ứng dụng D – Optimal sẽ cho phép giảm đáng kể số lượng thí nghiệm, kết quả thu được có hàm lượng thông tin cao, cho phép đánh giá được ảnh hưởng của từng nhân tố và ảnh hưởng tương hỗ giữa các nhân tố. Cụ thể các điểm thí nghiệm được đưa ra trong Bảng 5.1. Bề mặt biểu diễn thiết kế thành phần hạt cho bê tông gồm 3 thành phần: CKD- Cát- Đá được trình bày trong Hình 5.1:
STT
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Hình 5.1 Biểu diễn bề mặt độ lèn chặt hỗn hợp gồm 3 thành phần CKD-Cát-Đá Với các kết quả thí nghiệm như trên, ứng dụng D-Optimal phân tích và đưa ra hàm toán thể hiện quy luật ảnh hưởng của các cấp cỡ hạt đến độ chặt của hỗn hợp hạt. Kết quả thí nghiệm đánh giá chi tiết mô hình được trình bày trong Bảng 5.2. Phương trình hồi quy thể hiện ảnh hưởng của các yếu tố đến độ chặt:
PD = 0,47*CKD + 0,6*C + 0,59*Đ + 0,54*CKD*C + 0,66*CKD*Đ + 0,48*C*Đ
Bảng 5.2 Bảng đánh giá mô hình thí nghiệm xác định độ chặt
Nguồn Mô hình
Hỗn hợp tuyến tính
AB AC BC Số dư Sự không
phù hợp
Sai số thuần Hệ số R2
Hệ số R2
điều chỉnh Hệ số R2
dự đoán Đánh giá sự phù hợp của mô hình:
Sự phù hợp và tương thích của các phương trình hồi quy R1 và R2 được đánh giá thông qua một số chuẩn số. Cả hai mô hình đều có mức độ tin cậy cao (significant).
Các giá trị mô hình F = 137,67 lớn. Một số hệ số trong phương trình hồi quy có thể loại bỏ (Prob >F) nếu lớn hơn 0,05 (không có nghĩa). Tuy nhiên trong trường hợp này thì không có hệ số bình phương bị loại bỏ.
Các giá trị đều là rất tốt, thể hiện tính tương hợp của mô hình. Hàm hồi quy bậc hai là tốt nhất khi giá trị độ lệch chuẩn (Std, Dev) là thấp, còn giá trị hệ số R2 =0,985 là cao.
Hệ số R2 bình phương điều chỉnh và hệ số R2 bình phương dự báo càng gần
nhau càng tốt, cụ thể 0,9785 và 0,9719. Có thể thấy sự sai lệch giữa các hệ số là không đáng kể.
Như vậy, các chuẩn số đều đánh giá mô hình có nghĩa và tương hợp.
Từ phương trình hồi quy ảnh hưởng các nhân tố đến độ lèn chặt phần mềm Design Expert cho ra các tỷ lệ thoả mãn yêu cầu về độ lèn chặt lớn nhất trong khoảng đã lựa chọn, kết quả tỷ lệ phối hợp các cỡ hạt được trình bày trong Bảng 5.3
Bảng 5.3 Tỷ lệ phối hợp tối ưu của các cấp hạt trong bê tông Tỷ lệ phối hợp giữa các cấp vật liệu, %
Chất kết dính Kết quả thí nghiệm cho thấy tồn tại tỷ lệ phối hợp giữa CKD: Cát: Đá để độ lèn chặt đạt lớn nhất. Từ Bảng 5.3 có thể tính toán được các tỷ lệ sơ bộ CKD: Cát: Đá= 1:
1,447:1,585 hay tỷ lệ (C/CL=0,48; CKD/CL=0,33) và đây sẽ là các tỷ lệ sơ bộ để tính toán thành phần VHSC.