基于正交试验的钢纤维活性粉末混凝土配合比优化设计.pdf

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1、２０１６年第１２期（总第１８９期）江西建材应用研究基于正交试验的钢纤维活性粉末混凝土配合比优化设计■郭天雄，黄科运，李杨■空军勤务学院机场工程与保障系，江苏徐州２２１０００摘要：活性粉末混凝土是一种高强度、高韧性、高耐久性的超高性能混凝土．为表２正交试验的因素与水平了研究钢纤维活性粉末混凝土的最佳配合比，设置水胶比、钢纤维掺量、因素粉煤灰掺量、硅粉掺量和减水剂掺量５个因素在４种水平下的正交试水平Ｂ钢纤维掺量Ｃ粉煤灰掺量Ｄ硅粉掺量Ｅ减水验，并以试件的抗压强度和抗折强度为评价指标．结果表明：５个因素对Ａ水胶比（体积掺量）／％（粉煤灰／水泥）（硅粉／水泥）剂／％活性粉末混凝土强度的影

2、响程度依次为：水胶比、减水剂掺量、钢纤维掺１０．１６１．５０．１０．１８２量、粉煤灰掺量和硅灰掺量；活性粉末混凝土的最佳配合比为：水胶比０．２、减水剂掺量５％、钢纤维掺量２％、粉煤灰掺量０．２、硅粉掺量０．１８．２０．１８２０．１５０．２３关键词：活性粉末混凝土钢纤维正交试验设计配合比３０．２０２．５０．２０．２２４４０．２２３０．２５０．２４５活性粉末混凝土（ＲｅａｃｔｉｖｅＰｏｗｄｅｒＣｏｎｃｒｅｔｅ，简称ＲＰＣ）是１９９３年注：钢纤维掺量为试件体积百分数；减水剂掺量是指其固含量占胶凝材料的由法国Ｂｏｕｙｇｕｅｓ公司发明的一种高强度、高韧性、高耐久性的超高性百分比．［１］能

3、混凝土．ＲＰＣ剔除了砂石等大粒径的粗骨料，用级配合理的石英２.２试件制作与养护砂代替，改进了普通混凝土内部的微裂缝以及粗骨料与砂浆的过渡区，搅拌：首先将水泥、石英砂、硅粉、粉煤灰倒入搅拌机，搅拌２～３分提高了混凝土的匀质性，通过提高组分的细度和反应活性最大限度地钟至均匀，然后倒入一半掺加高效减水剂的水，搅拌４～５分钟，再掺入降低混凝土的内部缺陷，通过掺加钢纤维，控制混凝土内部微裂缝的扩钢纤维搅拌３～４分钟，最后倒入另一半加有减水剂的水，搅拌２～３分展和延伸，提高了活性粉末混凝土的韧性和耐久性。钟即得到拌合物．活性粉末混凝土问世以来，由于其优良的性能，成为国内外研究的成型：将模具

4、固定在振动台上，拌合物分两次放入，每次放入振动［２－４］［５］热点．刘娟等人人为最佳配合比为：水胶比０．２、硅粉掺量０．２、２分钟，制作１００ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍ的立方体试件用于测定活性粉［６］钢纤维掺量３％、粉煤灰掺量０．２、高效减水剂用量５％；王振宇等人末混凝土的抗压强度，制作１００ｍｍ×１００ｍｍ×４００ｍｍ的试件用于测定研究所得的最佳配合比为：水胶比０．１６、粉煤灰０．３、硅粉掺量０．２５、钢活性粉末混凝土的抗折强度。［７］纤维掺量３％、高效减水剂用量１％；何峰等人在广泛收集活性粉末养护：试件成型后在标准条件下养护，２４ｈ后拆模，拆模后在９０℃混凝土配制试验数据

5、的基础上，探讨了原材料和配合比设计参数的选热水中养护３ｄ，然后再在标准条件下养护至２８ｄ，进行强度测试。择存在一个合理的范围．为优化钢纤维活性粉末混凝土的最佳配合比，３试验结果与分析本文采用正交试验设计，研究水胶比、钢纤维掺量、粉煤灰掺量和硅粉试验按照《普通混凝土力学性能试验方法》（ＧＢ／Ｔ５００８１－２００２）掺量５种因素对混凝土强度的影响，以及得到钢纤维活性粉末混凝土的方法，采用万能试验机测定试件的抗压强度以及抗折强度．采用正交的最佳配合比。表Ｌ（４５），每组配合比的抗压、抗折强度取３个试件的平均值，试验１６１试验材料结果见表３。原材料：水泥为普通硅酸盐水泥Ｐ．Ｏ４２．５；

6、硅粉为灰白色粉末，其表３正交试验设计及结果化学成分见表１；石英砂的粒径范围为０～０．６２ｍｍ，平均粒径０．２５ｍｍ；因素抗压抗折粉煤灰为一级粉煤灰；高效减水剂为聚羧酸盐高效减水剂，固含量试验强度强度序号Ａ水Ｂ钢纤维Ｃ粉煤灰Ｄ硅灰Ｅ减水２０％，碱水率３０％；钢纤维采用圆形短纤维，直径０．２～０．３ｍｍ，长度１２／ＭＰａ／ＭＰａ胶比掺量／％掺量掺量剂／％～１５ｍｍ，抗拉强度不低于２３００ＭＰａ。１１（０．１６）１（１．５）１（０．１）１（０．１８）１（２）１５６．８１７．４表１硅粉的化学组成（质量分数／％）２１（０．１６）２（２）２（０．１５）２（０．２）２（３）１６２．７１９．２

7、ＳｉＯ２ＣａＯＡｌ２Ｏ３ＭｇＯＦｅ２Ｏ３Ｋ２ＯＳＯ３Ｎａ２ｏ烧失量３１（０．１６）３（２．５）３（０．２）３（０．２２）３（４）１６７．３２１．７９０．３２０．２７１．０３０．８５１．３２０．７４０．２５０．２３５４１（０．１６）４（３）４（０．２５）４（０．２４）４（５）１７０．２２２．６２试验设计与试件制备５２（０．１８）１（１．５）２（０．１５）３（０．２２）４（５）１８２．９２７．８２．１试验设计６２（０．１８）２（２）１（０．１）４（０．２４）３（４）１７８．５２５．７原材料的用量