高性能混凝土正交设计介绍

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1、第一节、正交设计简介在工程施工中为了寻找有关数据，如混凝土水灰比、砂率、减水剂、混凝土粗细集料、混凝土胶凝材料等因素和混凝土强度的关系；沥青混凝土用油量、空隙率、矿料间隙率、流值、饱和度等指标和压实度之间的关系，在土木工程中这些例子很多。这就要求我们做大量实验，把所有的可能性做穷尽，最后找到最优点，这种方法称穷举法（又称均匀法或排列组合法）。采用这种方法，要花费大量的“工、料、机”而且有时还难以做到。举个例子，一个一平方公里的池塘，有一个最深点，我们如何找到它？比如说每个一米测量一次，我们需要测量1000×1000次，总共要测100万个点。

2、这里只有纵横两个因素。如果多几个因素，试验量就会更大。按每天能测100点，需要27年才能测完。这样的试验是难以进行的。因此，我们必须寻找少做实验，尽快找到最优点的方法，这就需要混凝土配合比优化设计。在公路工程设计、生产和试验检测等方面，为了达到优质、低消耗、高效等目的，需要用做实验的办法对有关因素的最优点进行选择，以得出最佳方案。这中选择的方法，称为华罗庚优选法后称为正交设计。第二节、混凝土配合为什么要进行正交设计混凝土配合比强度受水、水泥、砂率、外加剂、其他胶凝材料数量、外加剂等因素的影响。如果人为地改变这些因素，就会影响混凝土的强度。这

3、些因素那些主要因素，那些是次要因素，那些因素起决定作用。这就要求我们试验检测工程师“抓主要矛盾”对起决定因素混凝土配合比进行研究，组织试验，以求得费用最低质量最好。1、如何对高性能混凝土进行正交设计例1：银巴一标在配置高性能混凝土时，如何掺用粉煤灰、石灰岩粉、硅粉以提高混凝土施工和易性、混凝土强度、耐久性等特性，如何确定各胶凝材料最优掺量？表7-1粉煤灰、石灰岩粉、微硅粉胶砂配合比编号C（g）FA（g）LP(g)SF(g)S（g）W(g)Rf3/Rc3(Mpa)RF28/RC28(Mpa)流动度（mm）FPS-136067.54522.51

4、3502256.1/30.9/=0.28.2/46.1=0.18173FPS-2355.567.567.52713502255.9/31.2=0.1810.5/58.7=0.18172FPS-335167.59031.513502255.4/29.9=0.210.5/57.8=0.18170FPS-433390452713502255.9/26.3=0.2210.3/62=0.17175FPS-5328.59067.531.513502255.1/21.7=0.2310/54.2=0.19171FPS-6337.5909022.513502

5、254.9/21.0=0.2310.2/60.4=0.17170FPS-7306112.54531.513502255.2/22.6=0.238.3/56.1=0.15176FPS-8315112.567.522.513502255.7/24.6=0.2310.3/58.4=0.18178FPS-9310.5112.5902713502255.7/24.3=0.238.9/61=0.15179表7-2粉煤灰、石灰岩粉、硅粉物理性能试验编号C（g）FA（g）PL(g)SF初/终凝时间(min)标准稠度用水量(%)安定性(mm)FPS-1350

6、755025225/362157.5/500=31.50.5FPS-2320757530247/356157.7/500=31.50.5FPS-32907510035220/326157.9/500=31.60.5FPS-43201005030291/388155.0/500=310.5FPS-52901007535306/370157.8/500=31.60.5FPS-627510010025403/474157.6/500=31.50.5FPS-72901255035247/302155.9/500=31.20.5FPS-8275125

7、7525287/379154.5/500=30.90.5FPS-924512510030298/357154.5/500=30.90.5注明：1、C为水泥掺量、FA为粉煤灰掺量、PL为石灰岩粉掺量、SF为硅粉掺量；2、胶砂流动度、标准稠度用水量、安定性；如果每个因素取三个水平，要求选择个因素的最优掺量（见表7-3）因素水平表表7-3水平因素A．粉煤灰掺量(%)B．石灰岩粉掺量(%)C．硅粉掺量(%)110105215156320207如果每个因素各个水平都作试验，要做33=27次，试验次数太多，能否作一部分试验，又得出好的结果？回答是肯定的

8、。正交设计就是一种科学地安排多因素试验方案和有效地分析试验结果的好方法。具体原理就是采用黄金分割法和数理统计的原理，事先编制一套正交设计表，从为数众多的多因素的全面试验中，挑选出