C80自密實混凝土配合比設(shè)計與優(yōu)化

劉作為　武　斌（深圳港創(chuàng)建材股份有限公司）

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C80自密實混凝土配合比設(shè)計與優(yōu)化

劉作為武斌
（深圳港創(chuàng)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(shè)計與優(yōu)化，研究結(jié)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(guān)鍵詞】自密實混凝土；正交試驗；極差分析；功效系數(shù)

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(zhì)性，并且不需要附加振動的混凝土［1］。隨著社會的不斷發(fā)展，如今超高層建筑不斷涌現(xiàn)，高強、超高強混凝土的研究應(yīng)用已成為混凝土行業(yè)的研究熱點［2］。為了適應(yīng)市場需求，本公司中心試驗室進行了C80混凝土的設(shè)計與優(yōu)化工作，在公司實際生產(chǎn)常用原材料的基礎(chǔ)上，通過正交試驗對配合比進行優(yōu)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(shù)2.8，含泥量0.8%，泥塊含量0.5%。

⑶石：惠州金業(yè)5～20mm連續(xù)級配碎石，含泥量0.2%，壓碎指標(biāo)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(shù)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(jīng)濟的試驗設(shè)計方法。本試驗采用正交試驗來選出較優(yōu)的C80自密實混凝土配合比。根據(jù)前期的試驗和經(jīng)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(shè)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(shù)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(jié)果與分析

按照表2配合比進行試配，具體試驗結(jié)果見表3。

表3　正交試驗結(jié)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(yōu)點，是正交試驗結(jié)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(jié)果見表4。

表4　強度極差分析結(jié)果

根據(jù)表4極差分析結(jié)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(xiàn)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(nèi)部的孔隙增多，而孔隙不能承受壓力，因而導(dǎo)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(shè)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(jù)表5極差數(shù)據(jù)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(yīng)，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。

表5　擴展度極差分析結(jié)果

4.2功效系數(shù)法分析

C80自密實混凝土的主要指標(biāo)為擴展度和28d抗壓強度，屬于多指標(biāo)試驗，由于極差分析法雖能直觀判斷各因素的影響重要程度，但只能反映出單一指標(biāo)的影響規(guī)律，對于如混凝土配合比優(yōu)化類多指標(biāo)最優(yōu)組合試驗，必須采用功效法進行進一步的分析。

由表7數(shù)據(jù)分析可知，各因素影響功效系數(shù)的主次順序為：減水劑品種＞水膠比＞粉煤灰與礦粉的比例；根據(jù)試驗結(jié)果分析可看出理論最優(yōu)方案為A1B1C2。

表6　各因素指標(biāo)功效系數(shù)

表7　功效系數(shù)極差分析

5　結(jié)論

⑴根據(jù)極差法分析：影響C80自密實混凝土強度的因素主要是水膠比，且隨著水膠比的遞增，抗壓強度呈下降的趨勢。影響擴展度的因素主要是減水劑品種，且使用科隆減水劑效果最好。

⑵根據(jù)功效系數(shù)法分析：各因素影響總功效的主次順序為：減水劑品種＞水膠比＞粉煤灰與礦粉的比例；根據(jù)試驗結(jié)果分析可看出理論最優(yōu)方案為A1B1C2。●

【參考文獻】

［1］徐仁崇，陳茜，蘇藝凡，等.C30～C60自密實混凝土的配制及性能研究［J］.混凝土與水泥制品，2014（02）：9-12.

［2］李洪萍，房桂明，萬維福，等.利用攪拌站常規(guī)原材料配制C80混凝土［J］.商品混凝土，2013（11）：54-56.