基于PCA的PVA/钢HFRCC配合比优化和综合评估

作者：王睿; 张品乐^*; 胡静

来源：硅酸盐通报, 2023, 42(12): 4283-4308.

DOI：10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2023.12.021

• 主成分分析法
• 因素优选法
• 混杂纤维增强水泥基材料
• 钢纤维
• PVA纤维
• 配合比优化

将钢纤维、国产PVA纤维和日本可乐丽PVA纤维按照适宜比例进行配制，可以更好地发挥出混杂纤维增强水泥基材料(HFRCC)的力学性能，有利于控制成本，具有广泛的应用前景。本文通过因素优选法和主成分分析法(PCA)分析钢纤维掺量、国产PVA纤维对日产PVA纤维替代率(体积分数，下同)对HFRCC抗拉强度、抗压强度、抗弯强度的影响。通过对HFRCC主成分分析，建立综合性能评价的数学模型，并对其进行多目标优化。结果表明：运用因素优选法得到HFRCC极限强度对应的配合比，与基体强度指标相比，HFRCC的抗拉强度最大提升幅度为61.04%,抗压强度最大提升幅度为31.30%,抗弯强度的最大提升幅度为78.57%;当钢纤维掺量为0.2%～0.4%、国产PVA纤维对日产PVA纤维体积替代率为50%～100%时，成本最大降幅为88.25%,HFRCC强度指标可达最佳；各因素对HFRCC性能影响的权重占比依次为：国产PVA纤维掺量、日产PVA纤维掺量和抗弯强度共占46.28%,钢纤维掺量、抗压强度和抗弯强度共占25.58%,钢纤维掺量和抗拉强度共占22.25%。结合变量相关性分析，基于HFRCC性能优化时应重点关注这些指标。本文研究结果可以为HFRCC的制备提供依据。

• 单位
  昆明理工大学; 建筑工程学院