C80自密實混凝土配合比設計與優化

2016-07-05 00:54:52劉作為深圳港創建材股份有限公司

廣東建材 2016年6期

劉作為　武　斌（深圳港創建材股份有限公司）

C80自密實混凝土配合比設計與優化

劉作為武斌
（深圳港創建材股份有限公司）

【摘要】利用正交試驗，進行了C80自密實混凝土配合比的設計與優化，研究結果表明：利用正交試驗可以配制出工作性能與抗壓強度都符合要求的C80自密實混凝土。

【關鍵詞】自密實混凝土；正交試驗；極差分析；功效系數

1　前言

自密實混凝土（簡稱SCC）是指在自身重力作用下，能夠流動、密實，即使存在致密鋼筋也能完全填充模板，同時獲得很好勻質性，并且不需要附加振動的混凝土［1］。隨著社會的不斷發展，如今超高層建筑不斷涌現，高強、超高強混凝土的研究應用已成為混凝土行業的研究熱點［2］。為了適應市場需求，本公司中心試驗室進行了C80混凝土的設計與優化工作，在公司實際生產常用原材料的基礎上，通過正交試驗對配合比進行優化，最終得出最符合要求的C80混凝土配合比。

2　原材料

⑴水泥：選用廣東云浮中材PO52.5R。

⑵砂：采用東莞中砂，細度模數2.8，含泥量0.8%，泥塊含量0.5%。

⑶石：惠州金業5～20mm連續級配碎石，含泥量0.2%，壓碎指標4%，針片狀3%。

⑷粉煤灰：深圳媽灣Ⅰ級灰，細度5%，需水量比90%，燒失量2.6%。

⑸礦粉：采用小野田S95級礦粉，比表面積430m2/kg，28d活性指數101%。

⑹硅灰：比表面積20000m2/kg。

⑺高效減水劑：選用三種聚羧酸減水劑，分別為四威、科隆和賽高，固含量20%。

⑻水：自來水。

3　試驗方案

正交試驗是一種高效率、快速、經濟的試驗設計方法。本試驗采用正交試驗來選出較優的C80自密實混凝土配合比。根據前期的試驗和經驗，本試驗采用L9（34）正交試驗表，其中的變量因素水平為水膠比、粉煤灰與礦粉比例、外加劑品種，具體因素及水平見表1，正交試驗配合比見表2。

表1　L9（34）正交試驗設計因素及水平

表2　試驗配合比正交表L9（34）

配合比中其他參數為：總膠材600kg/m3，礦物摻合料摻量（占總膠材量）35%，其中硅灰摻量5%，粉煤灰+礦粉30%，砂率36%。

4　試驗結果與分析

按照表2配合比進行試配，具體試驗結果見表3。

表3　正交試驗結果

4.1極差分析

極差分析法又稱直觀分析法，它具有計算簡單、直觀形象、簡單易懂等優點，是正交試驗結果分析最常用的方法。

4.1.1強度極差分析

C80自密實混凝土7d和28d抗壓強度極差分析結果見表4。

表4　強度極差分析結果

根據表4極差分析結果得出，在7d和28d抗壓強度方面，水膠比的影響最大，減水劑的品種次之，粉煤灰與礦粉的比例影響最小。而因素A隨著水平的遞增，7d 和28d抗壓強度都呈現下降的趨勢，這主要是因素隨著水膠比的增大，混凝土漿體內部的孔隙增多，而孔隙不能承受壓力，因而導致抗壓強度下降。隨著B因素水平的遞增，強度變化不明顯，表明在本次試驗設定的粉煤灰與礦粉的摻加比例對C80混凝土7d和28d強度都無較大影響。

4.1.2擴展度極差分析

根據表5極差數據分析得出，在擴展度方面，減水劑品種的影響最大，且使用科隆減水劑效果最好，粉煤灰與礦粉的摻加比例影響次之，且B因素隨著水平的遞增，混凝土拌合物的擴展度逐漸減小，這是因為隨著B因素水平的遞增，粉煤灰在礦摻中的比例逐漸減小，而粉煤灰又因其特有的顆粒形貌，使其在混凝土拌合物中具有滾珠效應，從而增大拌合物的流動性，因此隨著粉煤灰摻量的減小，混凝土的流動性也將變差。A因素對混凝土擴展度的影響最小，這是因為在C80等高強混凝土中，水膠比較低，用水量對混凝土工作性能的影響較低，而減水劑對混凝土工作性能的影響極大。