高强混凝土配合比设计的正交试验研究.pdf

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1、高强混凝土配合比设计的正交试验研究石国柱。徐晓勇(安阳师范学院建筑工程学院，河南安阳455002)摘要：用正交设计法配制高强混凝土，对影响混凝土抗压强度、劈拉强度和抗折强度的水胶比、减水剂掺量、矿渣微粉掺量和硅粉掺量等主要因素进行分析，确定高强混凝土合理的配合比，并回归分析了高强混凝土劈拉强度与抗折强度的关系。结果表明，水胶比和硅粉掺量对高强混凝土强度影响最为明显。关键词：高强混凝土；配合比；优415；正交设计Abstract：Thispaperstudieshigh—strengthconcretebyusing

2、orthogonaldesighmethod．Themainfactorsofwater-binderratio，waterreducercontent，slagpowdercontentandganistersandcontentareanalyzed，whichaffectthecompressivestrength，splittingtensilestrengthandbendingstrength．Then，rationalhigh-strengthconcretemixproportionisdeterm

3、ined．Andtherelationbetweenbendingstrengthandsplittingtensilestrengthofhigh-strengthconcreteisanalyzed．Itindicatesthatwater-binderratioandganistersandcontenthavesig-nificanteffectsOilthestrengthofhigh—strengthconcrete．Keywords：high—strengthconcrete；mixdesign；op

4、timization；orthogonaldesignO引言高强混凝土的重要特点是耐久性好、强度高、变形小，能适应现代化工程结构向大跨、重载、高耸发展和承受恶劣环境条件的需要[¨。应用高强混凝土可以减小结构断面、增加工程的使用面积和有效空间，同时还可以提高混凝土的抗渗、抗冻、抗腐蚀以及耐磨蚀等系列耐久性能[2]。发达国家高强混凝土已使用得相当普遍。近几年来。我国高强混凝土发展很快，已有许多高层建筑采用了C50、C60的混凝土[11。配制高强混凝土的技术途径主要是通过掺入高效减水剂和超细矿物质活性掺合料⋯，降低水灰比

5、．提高密实度，同时又具有较好的工作性以保证施工要求。由于各地的原材料不同，在工程实际中的配合比不能照搬，而应该用本地区的原材料进行试验以确定配合比。本试验用正交试验方法探讨上述因素对混凝土基本力学性能的影响规律，以确基金项目：河南省科技攻关课题(0624250028)，安阳师范学院“骨干教师资助计划”-32-定最佳配合比，为今后设计高强混凝土配合比提供基本依据。1试验用原材料试验用水泥为安阳湖波水泥有限公司生产的“金湖波”42．5级普通硅酸盐水泥；细集料为细度模数为”的河砂，级配连续；粗集料最大粒径为20mm，连续

6、级配；矿渣微粉粒径<10¨m；硅粉粒径锄．3肛m，SiO：含量85％；减水剂为陕西恒升公司生产的HSP聚羧酸盐系高效减水剂。水为安阳当地饮用水。2实验配合比正交设计采用正交试验法找到混凝土各组分间的最佳匹配，构成混凝土的各种原材料对混凝土强度和拌合物的影响主要因素为：A一水胶比何，C)；B一减水剂用量占水泥用量的比例(％)；C～硅粉掺量占水泥用量的比例(％)；D一矿渣微粉掺量占水泥用量的比例(％)。每一个因素取三个水平，采用正交设计中的t434),-v交表。由于L9(34)正交表所提供的4列，全部被因素排满，空列误

7、差已无法体现。为了进·行方差分析采用了重复取样，以重复取样误差为参_，；杰材型堡叁塑袭1正交因素水平表／％l230-221．60．241．80．262．051015101520照系【41(表1)。3试验结果和分析试验方案中。把抗压强度、抗拉强度、抗折强度作为考核指标，试验方案和试验结果见表2。极差分析和方差分析见表3、表4。由分析可知。对于抗压强度，因素A水胶比和因素C硅粉掺量作用高度显著，因素D矿渣微粉掺量影响显著。因素B减水剂用量影响不显著；对于劈拉强度．因素A水胶比和因素C硅粉掺量作用高度显著．因素B减水剂用

8、量和因素D矿渣微粉掺量影响不显著；对于抗折强度，因素A水胶比影响显著．因素C硅粉掺量作用显著，因素B减水剂用量和因素D矿渣微粉掺量影响不显著。故最佳配合比中A因素必须取A1水平，C因素必须取C2水平。因素D可根据工程实际需要适当变化。因素B则可根据施工要求作相应变化。5．2皇4．8魁嚼4．4勰欹4lO．5曼10瑙瞬9．5鞲蝠965皇60蓄嚣霸450．240．