正交设计在聚丙烯混凝土配合比中的运用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第6期广东土木与建筑No．62∞6年6月GUANGD0NGARCHITECTURECIVILENGINEERINGJUN2∞6正交设计在聚丙烯混凝土配合比中的运用黄昊·付志军(1、广东省高速公路有限公司广州510100；2、广东省建筑科学研究院广州510500)摘要：对聚丙烯纤维路面混凝土配合比设计方法进行研究，利用正交法根据纤维混凝土的特点对各材料和参数进行适当调整，尽可能发挥聚丙烯纤维的混凝土改性作用，并最终确定最佳配合比。关键词：正交方法；聚丙烯纤维

2、混凝土；弯拉强度目前国内外在聚丙烯纤维混凝土配合比设计方1．2半经验半理论设计法面尚未有公认的程式化方法．而大多是在经验和试这是一种在普通混凝土配合比设计基础上，对验基础上发展起来的定性配合比设计方法。本文研其中个别参数补充而延伸出的设计方法，路面混凝究提出的聚丙烯纤维混凝土配合比设计方法以普通土配合比设计应满足施工工作性、强度(主要是抗折混凝土配合比设计为基础．利用正交法根据纤维混强度)、耐久性、经济性等要求，路面混凝土强度应按凝土的特点对各材料和参数进行适当调整，以尽可道路交通等级确定，本文研究依托

3、工程为广东省道能发挥聚丙烯纤维对混凝土的改性作用。并最终确$358线一级公路．设计抗弯拉强度控制值为5MPa，定最佳配合比。在初步确定配合比的基础上进行正交试验，进而确定纤维改性混凝土各组分的最佳配合比。1路面混凝土配合比设计2配合比选择试验1．1设计理论配合比设计和施工控制是影响水泥混凝土路面2．1试验原材料质量的重要因素，在原材料相同的情况下，若配合比水泥为罗浮山牌42．5R普通硅酸盐水泥，经测试设计不合理或失控．就会造成路面磨损、断板等早期各项技术指标合格，其技术性能见表1；粉煤灰为广破损现象。尤

4、其是路面水泥混凝土属承受冲击、振东产Ⅱ级粉煤灰．其质量指标符合30—20031公动、疲劳、磨损的动载结构．其控制技术指标为弯拉路水泥混凝土路面施工技术规范》的技术要求，主要强度、耐疲劳性、耐久性和工作性等，因此其配合比物理性能见表2：粗集料为新淡线沿途石场的石料，设计不同于常规静载结构。技术指标和某些要求会其级配见表3．含泥量0．6％；细集料为淡水河砂场更为严格，必须体现路面受力和使用特点。表I试验用水泥的主要性能考虑到路面混凝土主要以抗弯拉强度作为设计项目3d28d指标，其水灰比通常采用经验公式来确定

5、。但从路抗折强度(MPa)5．28．0用性能角度出发．路面混凝土需要重点考虑的因素抗压强度(MICa)29．448-3很多，如强度、耐久性等，不同工作环境的混凝土对细度(筛余)(％)残剩l／：{~-gl=1．6耐久性的具体要求又不尽相同，需要分别考虑，此外安定性合格，雷氏夹膨胀值lmm凝结时间初凝3h25min：终凝4h28min还需兼顾体积稳定性、工作性(不同施工方法对工作性有明显不同的要求)及经济性等。由于目前国内表2试验用粉煤灰的主要性能聚丙烯纤维混凝土的研究尚处于试验阶段。各种材料尚未有统一的技

6、术指标。更无规范性的配合比设计方法。故要设计出能充分体现路用品质的纤维混凝土具有一定的难度。21维普资讯http://www.cqvip.com2O06年6月第6期黄昊等：正交设计在聚丙烯混凝土配比中的运用JUN2006No．6表3粗集料筛分试验结果表4河砂级配试验结果的中砂，含泥量1．3％，级配试验结果见表4；外掺剂表6试验强度均值分析为广东产FDN—SP高效泵送减水剂：聚丙烯纤维采用美国辅特维纤维2．2纤维混凝土配合比组成与分析为便于研究正交试验．根据经验确定水泥掺量为360kg／m，纤维采用常用掺

7、量0．9kg／m，粗集料的级配则参考工地配比的级配，粗、细集料用量采用假定容重法计算。通过试算获得混凝土配合比为：水泥、水、砂子、石子、辅特维纤维用量分别为360．144，623，1827，0．9kg／m。试拌测得混凝土坍落度为5cm．由此可知正交试验中需掺加减水剂以调整其工作性．使其符合滑模摊铺施工要求。根据以上配合比制作3组试件以检验抗折强度是否满足设计要求，结果表明7d强度分别为3．78，4．66，4．50MPa，平均值4-31MPa；28d强度分别为5．92，5．72，5．89MPa，平均值5．

8、78MPa；满足路面混凝土配合比设计的弯拉强度要求。u23·1922·8221·9223·483纤维混凝土正交试验注)为第f列水平号28d：23．8722．9623．4022．68的各值之和；(s为了探讨纤维、粗细骨料、外加剂等掺量变化对抗216623．0123．8623．89为第列上水平号I出现．道路混凝土抗压、抗弯拉强度的影响．研究中设计了折5．85．75．485．87的次数)，为第列因混凝土正交试验方案。参考纤维水泥混凝土试验的强6．