辽河特细砂混凝土正交试验探究

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1、辽河特细砂混凝土正交试验探究摘要：针对辽河中下游特细砂产量大、亟待开发利用的现状，展开辽河特细砂及特细砂混凝土相关研究。以辽河特细砂配制混凝土为研究对象，通过正交试验探讨辽河特细砂混凝土的配合比。正交试验结果表明：C25特细砂混凝土的最优配合比为水灰比0.55.砂率25%、减水剂掺量0.8%o关键词：特细砂；正交试验；因素；水平；减水剂；极差分析；特细砂混凝土中图分类号：TU528文献标识码：A文章编号：1674-1161(2015)03-0053-04目前，从储量、质量、经济等方面来看，我国的中、粗

2、砂资源均已不能满足日益增长的发展需求，其中天然中、粗砂资源缺乏，特细砂资源较丰富。我国珠江、长江、黄河、辽河等流域中下游，以及宁夏、陕西、新疆、内蒙等地多为特细砂，储量非常丰富，而中、粗砂资源相对短缺。在逐渐开采的过程中，天然中、粗砂逐渐减少，而特细砂资源越来越丰富。现以辽河特细砂为例，利用辽河中下游流域特细砂的资源优势，探讨开发利用特细砂资源的潜在价值，为打破制约辽河中下游流域建设工程的壁垒做出贡献，由点及面促进特细砂资源在全国范围内的推广及应用。1材料与方法1.1试验目的在固定单方用水量的情况下，

3、通过正交试验研究水灰比、砂率、减水剂掺量对C25特细砂混凝土流动性、7d抗压强度、28d抗压强度的影响程度，确定满足设计强度及施工技术要求的混凝土配合比方案。2.2试验原材料水泥为辽宁山水工源矿渣硅酸盐水泥，P-S32.5,其物理力学性能如表1所示。细骨料为辽河特细砂，其物理力学性能见表2。粗骨料为粒径5〜20mm的碎石，堆积密度1490kg/m3,表观密度2680kg/m3o减水剂由沈阳盛鑫建材有限公司生产，为SY-1E引气减水剂。1.3正交试验影响混凝土抗压强度的因素主要有水泥强度、水灰比、骨料表

4、面性质、养护条件、养护龄期、外加剂及掺合料等。重点选取砂率、水胶比、减水剂掺量3个因素作为特细砂混凝士强度的正交试验因素。固定单方用水量为184kg/m3,水灰比w/c选取0.45,0.50,0.55三个水平。根据《混凝土配合比设计规程》，用中砂配置混凝土时的砂率控制在30%〜38%之间较合适。试验结果表明，在特细砂混凝土配制过程中，由于特细砂比表面积大，其砂率应比《普通混凝土配合比设计规程》中的规定低5%〜8%,故砂率应在21%〜30%之间。基于前期研究成果，试验选用22%,25%,28%3个水平。

5、特细砂比的表面积大，为达到同一稠度，需要在较粗、中砂中加更多的水，相应的水泥用量会增加，导致混凝土内部热量较难排除。热量聚集会使混凝土内外温差加大，引起温度裂缝，而减少用水量又很难满足工作性能要求。故在用水量不变的条件下，添加减水剂能解决上述问题。减水剂的掺量选用0.8%,1.0%,1.2%共3个水平。L9(33)正交试验设计见表3O考核指标为工作性(坍落度)、7d抗压强度、28d抗压强度。2结果与分析2.1工作性正交试验结果见表4。特细砂颗粒非常细，比表面积较大，用其配制的混凝土拌合物中包裹在骨料上

6、的水泥浆膜厚度较小，流动性比普通砂混凝土差。从某种意义上讲，特细砂混凝土的工作性能与力学性能同样重要，因此，正交试验选择混凝土的工作性作为考核指标，分析水灰比、砂率、减水剂掺量对特细砂混凝土拌合物工作性的影响，以坍落度来衡量。以坍落度为考察指标的极差分析如表5所示。各不同因素对坍落度影响趋势如图1所示。由表5和图1可以看出：对特细砂混凝土坍落度的影响顺序依次为减水剂掺、水灰比、砂率；减水剂掺量是影响特细砂混凝土坍落度的主要因素，水灰比次之，砂率影响最小。虽然砂率对特细砂混凝土拌合物坍落度的影响没有减水

7、剂掺量和水灰比显著，但从极差计算结果中可知，减水剂掺量、水灰比、砂率对特细砂混凝土拌合物坍落度的影响较大。由此可以认为，合理的减水剂掺量可以明显改善特细砂混凝土的坍落度，从而改善特细砂混凝土的工作性，但是坍落度并不是衡量特细砂混凝土质量优劣的最佳标准。一般来说，新拌混凝土的坍落度能够满足施工要求即可。2.2强度2.2.17d抗压强度从表6极差计算结果和图2可以看出：影响特细砂混凝土7d抗压强度的因素顺序为水灰比、减水剂掺量、砂率；水灰比是影响特细砂混凝土7d抗压强度的主要因素，其次是减水剂掺量，砂率最

8、不明显。观察数据可知：混凝土强度随水灰比的减小而增大，减水剂掺量虽然没有水灰比对混凝土7d强度影响明显，但其影响程度相差不大。减水剂作为表面活性剂，可定向吸附于水化的水泥颗粒表面，使其显电性，增加水泥颗粒之间的排斥力，促使水泥浆体中絮状结构分散解体释放出自由水，前期可以使更多的水泥颗粒水化，在同样用水量的情况下改善特细砂混凝土的工作性，在相同工作性的情况下减少单位体积拌和需水量，提高特细砂混凝土早期的抗压强度。砂率变化引起的特细砂混凝土7d抗压强度变化，