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时间:2019-11-25
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1、材料研究与应用广东建材2016年第6期C80自密实混凝土配合比设计与优化刘作为武斌(深圳港创建材股份有限公司)【摘要】利用正交试验,进行了C80自密实混凝土配合比的设计与优化,研究结果表明:利用正交试验可以配制出工作性能与抗压强度都符合要求的C80自密实混凝土。【关键词】自密实混凝土;正交试验;极差分析;功效系数1前言自密实混凝土(简称scc)是指在自身重力作用下,能够流动、密实,即使存在致密钢筋也能完全填充模板,同时获得很好匀质性,并且不需要附加振动的混凝土[1]。随着社会的不断发展,如今超高层建筑不断涌现,高强、超高强混凝土的研究应用已成为混凝土行业的研究热点[2]。为了适应市场需
2、求,本公司中心试验室进行了C80混凝土的设计与优化工作,在公司实际生产常用原材料的基础上,通过正交试验对配合比进行优化,最终得出最符合要求的C80混凝土配合比。2原材料(1)水泥:选用广东云浮中材P052.5R。(2)砂:采用东莞中砂,细度模数2.8,含泥量0.8%,泥块含量0.5%。(3)石:惠州金业5~20mm连续级配碎石,含泥量0.2%,压碎指标4%,针片状3%。(4)粉煤灰:深圳妈湾I级灰,细度5%,需水量比90%,烧失量2.6%。(5)矿粉:采用小野田$95级矿粉,比表面积430mz/kg,28d活性指数101%。(6)硅灰:比表面积20000m2/kg。(7)高效减水剂:选
3、用三种聚羧酸减水剂,分别为四威、科隆和赛高,固含量20%。(8)水:自来水。3试验方案正交试验是一种高效率、快速、经济的试验设计方法。本试验采用正交试验来选出较优的C80自密实混凝土配合比。根据前期的试验和经验,本试验采用L。(34)正交试验表,其中的变量因素水平为水胶比、粉煤灰与——i4——矿粉比例、外加剂品种,具体因素及水平见表l,正交试验配合比见表2。表1L。(34)正交试验设计因素及水平表2试验配合比正交表L。(34)配合比中其他参数为:总胶材600kg/m3,矿物掺合料掺量(占总胶材量)35%,其中硅灰掺量5%,粉煤灰+矿粉30%,砂率36%。4试验结果与分析按照表2配合比进
4、行试配,具体试验结果见表3。表3正交试验结果广东建材2016年第6期材料研究与应用4.1极差分析极差分析法又称直观分析法,它具有计算简单、直观形象、简单易懂等优点,是正交试验结果分析最常用的方法。4.1.1强度极差分析C80自密实混凝土7d和28d抗压强度极差分析结果见表4。表4强度极差分析.结'JJFI-根据表4极差分析结果得出,在7d和28d抗压强度方面,水胶比的影响最大,减水剂的品种次之,粉煤灰与矿粉的比例影响最小。而因素A随着水平的递增,7d和28d抗压强度都呈现下降的趋势,这主要是因素随着水胶比的增大,混凝土浆体内部的孔隙增多,而孔隙不能承受压力,因而导致抗压强度下降。随着B
5、因素水平的递增,强度变化不明显,表明在本次试验设定的粉煤灰与矿粉的掺加比例对C80混凝土7d和28d强度都无较大影响。4.1.2扩展度极差分析根据表5极差数据分析得出,在扩展度方面,减水剂品种的影响最大,且使用科隆减水剂效果最好,粉煤灰与矿粉的掺加比例影响次之,且B因素随着水平的递增,混凝土拌合物的扩展度逐渐减小,这是因为随着B因素水平的递增,粉煤灰在矿掺中的I:l:,ffll逐渐减小,而粉煤灰又因其特有的颗粒形貌,使其在混凝土拌合物中具有滚珠效应,从而增大拌合物的流动性,因此随着粉煤灰掺量的减小,混凝土的流动性也将变差。A因素对混凝土扩展度的影响最小,这是因为在C80等高强混凝土中,
6、水胶比较低,用水量对混凝土工作性能的影响较表5It-展度极差分析结果组号扩展度/nunA62063515A3BC61067559085C2KlKK1极差优方案63562061520B.低,而减水剂对混凝土工作性能的影响极大。4.2功效系数法分析C80自密实混凝土的主要指标为扩展度和28d抗压强度,属于多指标试验,由于极差分析法虽能直观判断各因素的影响重要程度,但只能反映出单一指标的影响规律,对于如混凝土配合比优化类多指标最优组合试验,必须采用功效法进行进一步的分析。由表7数据分析可知,各因素影响功效系数的主次顺序为:减水剂品种>水胶比>粉煤灰与矿粉的比例;根据试验结果分析可看出理论最优
7、方案为A181C2。表6各因素指标功效系数5结论(1)根据极差法分析:影响C80自密实混凝土强度的因素主要是水胶比,且随着水胶比的递增,抗压强度呈下降的趋势。影响扩展度的因素主要是减水剂品种,且使用科隆减水剂效果最好。(2)根据功效系数法分析:各因素影响总功效的主次顺序为:减水剂品种>水胶比>粉煤灰与矿粉的比例;根据试验结果分析可看出理论最优方案为A181C2。●【参考文献】[1]徐仁崇,陈茜,苏艺凡,等.C30~C60自密实混凝土的配制及性能
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