大掺量粉煤灰混凝土配合比设计正交试验研究

《大掺量粉煤灰混凝土配合比设计正交试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、大掺量粉煤灰混凝土配合比设计正交试验研究摘要：采用正交试验方法对大掺量粉煤灰混凝土配合比进行试验研究，在此基础上提出大掺量粉煤灰混凝土配合比设计方法，并，讨论了水泥品种，水胶比，胶凝材料用量和粉煤灰掺量对其28d强度的影响。结果表明，正交试验方法可以应用到大掺量粉煤灰配合比设计试验中；在4个因素中，粉煤灰掺量对混凝土强度的影响最大。关键词：粉煤灰混凝土、配合比设计、正交试验混凝土是世界上最主要的建筑材料。但是，混凝土中的重要组成之一水泥的生产不仅消耗大量能源和资源，同时还释放大量有害气体。所以寻求一种可以替代水泥的材料是混凝土工业可持续发展的必由之路

2、，粉煤灰是一种可以经济有效地替代水泥的胶凝材料。1大掺量粉煤灰混凝土配合比设计1.1大掺量粉煤灰混凝土主要特点(1)更多地节约水泥和处理电厂废弃物，可节能、节约资源和改善温室效应。(2)降低混凝土材料成本。(3)降低混凝土水化热。(4)提高混凝土抗渗性、抗氯离子渗透和化学腐蚀及碱集料反应的能力。(5)早期强度相对较低。(6)抗盐冻剥蚀性能差。1.2大掺量粉煤灰混凝土的配制措施采取的技术路线：硅酸盐水泥+粉煤灰+高效减水剂，采用常规混凝土搅拌和成型方法。(1)选择高标号硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥中以熟料为主，除石膏外掺人其他

3、混合料较少和没有，则其性能稳定，不会由于水泥的因素引起混凝土性能的波动。另外，水泥强度越高，有利于提高水泥石的强度，最终达到提高混凝土强度的目的。(2)选择水胶比。低水胶比是高性能混凝土的配置特点之一，而高强混凝土更是要求低水胶比。水胶比的变化对大掺量粉煤灰混凝土的强度是非常敏感的，为达到混凝土的低渗透性以保证其耐久性，无论设计强度是多少，配置高性能混凝土的水胶比一般都不能大于0．40，以保证混凝土的密实。粉煤灰混凝土的早期强度低，特别是粉煤灰的掺量较大时，混凝土水胶比的选择都较高，难以避免粉煤灰混凝土早期强度降低。(3)提高胶凝材料的总用量。混凝土

4、必须要有足够的浆体溶度和数量，得到良好的工作性能，才能保证混凝土的耐久性。而当胶凝材料总用量一定时，降低水胶比实际上就是降低了混凝土的用水量，会使混凝土流动性受到较大影响，为保证混凝土拌和物具有足够的流动性，在低水胶比条件下，需要适当提高胶凝材料用量，以此来保证混凝土的用水量。(4)8粗集料采用分级级配以及选择较小的最大粒径，粗集料的最大粒径小于普通混凝土使用的粗集料，因为最大粒径较小，则集料与水泥浆的界面应力差也较小，应力差可能会引起微裂缝；另外，较小的集料颗粒强度比大颗粒强度高，因为岩石破碎时消除了控制强度的最大裂缝。为了减小粗集料的空隙率，粗集

5、料的级配采用分级级配。(5)细集料尽量选择偏大一些的细度摸数。(6)对粉煤灰进行改性处理。尽管粉煤灰是一种火山灰活性混合料，但粉煤灰的活性在矿物掺合料中是属于偏低的一类，又因原状粉煤灰的质量、颗粒的不均匀性也会降低粉煤灰的各种性能，如果对原状粉煤灰不进行改性以及活性激发的处理，那么粉煤灰所赋予混凝土的优越性则不能表现出来。对粉煤灰进行细磨可以改善粉煤灰的性能，细磨时间为2h；另外，在众多激发粉煤灰活性的方法中，采用硫酸盐激发剂效果最好，所以要把粉煤灰和激发剂一起细磨。1.3大掺量粉煤灰混凝土配合比设计步骤1.31按经济条件确定灰胶比K式中：B：所用粉

6、煤灰的胶凝系数；F：单位粉煤灰用量；C：单位水泥用量；K：灰胶比。1.32确定单位用水量W式中：T：坍落度j：综合减水因子1.33确定水胶比1.34确定单位水泥用量C和单位粉煤灰用量F81.35确定砂率SP和集灰比N3.16确定单位用砂量S和单位用石量G大掺量粉煤灰混凝土，由于具有早期水化活性较低，水化热较小，放热速率缓慢，经济效益显著等优点，被广泛应用到大体积混凝土结构中，例如高层建筑物底板、桥梁承台、水库大坝等。这类混凝土的配合比设计一直没有普遍认可的设计标准或方法，研究人员只是通过各自的试验研究得出一些探索性的经验成果并且多采用平行试验的方法，

7、试验任务相当繁琐，这变相地限制了这类混凝土的推广应用。正交试验法¨具有“均衡分散性”和“综合可比性”的特点，是研究和处理多因素试验的一种科学方法，按该方法进行混8凝土配合比试验，其结果能客观地反映制配规律，较方便地进行配合比优化；利用正交试验设计表安排试验，还能避免盲目性的试验，大幅减少试验次数、缩短研制时间。目前国内外研究人员在混凝土的配合比设计中已逐渐运用正交设计的方法J。本文利用正交设计方法，以混凝土抗压强度为指标，对大掺量粉煤灰混凝土的配合比设计试验结果进行正交分析，从而得到最优试验方案。2正交试验设计2.1原材料与试验方法原材料包括：冀东P

8、．032．5、P．042．5、P．$32．5水泥；粗骨料为5mm一25mill蓟县碎石，细骨料为迁安河砂和蓟