高性能混凝土论文关于混泥土的论文

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高性能混凝土配合比正交试验研究

摘要：文章采用正交试验的级差分析法比较了水灰比、砂率、减水剂品种三种因素对高性能混凝土强度的影响情况。根据正交试验的结果，结合实际生产情况，选出了最佳的减水剂品种、合适的水灰比和砂率值，从而优化了高性能混凝土的配合比设计。

关键词：正交试验；高性能混凝土；聚羧酸减水剂；抗压强度

影响高性能混凝土强度的主要因素有：水泥的种类及用量、砂石料的性质、水灰比、砂率、外加剂，以及高性能混凝土的养护方式等。但是在实际生产中往往水泥的用量是一定的，砂石料从当地就近选用，且养护方式都按一般规定进行，所以可以调整的因素只有水灰比、砂率以及外加剂。

本试验为了比较水灰比、砂率、减水剂品种三种因素对高性能混凝土强度的影响情况，故采用了3因素3水平的正交试验原理进行高性能混凝土的配合比的确定，全面考察水灰比、砂率、减水剂品种对高性能混凝土强度影响的程度以及它们各自的最佳用量。

1正交试验原理

在生产实践中，往往需要同时考察3个及其以上的试验因素，若进行全面试验，则试验的规模将很大，因试验条件的限制而难于实施。正交试验设计就是安排多因素试验、寻求最优水平组合的一种高效率试验设计方法。

正交设计就是从选优区全面试验点（水平组合）中挑选出有代表

性的部分试验点（水平组合）来进行试验，如表1所示。以3因素3水平正交试验为例见表1，根据极差Tj的大小，可以判断各因素对试验指标的影响主次。Tj越大表明该因素对试验指标影响程度越大，自然其重要程度也就越高，若Tc>Ta>Tb，则说明c因素对结果影响最大，其次是a因素，b因素影响最小。

判断出各因素影响的强弱程度以后，就可以比较各因素内各水平的优劣，例如比较c因素的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水平时，把a、b视为对c的各水平的影响是大体相同的，然后比较c因素各水平的影响情况，选出最优的水平。同理可以选出a、b因素的最优水平，然后将它们组合起来即为最优的试验方案。

2试验影响因素

①水灰比。水灰比是影响高性能混凝土强度及耐久性的极其重要的指标。水的主要作用是：为水泥的水化反应提供结合水，保证高性能混凝土在施工过程中必要的和易性。水灰比过大，虽然高性能混凝土具有很好的流动性，但会牺牲其黏聚性和保水密实性，导致高性能混凝土内部毛细管孔隙过大，严重影响高性能混凝土的强度和耐久性。只有采用合适的水灰比才能保证高性能混凝土在具有良好的工作性的同时具有较高的强度和良好的耐久性。②砂率。砂率直接影响高性能混凝土的和易性以及高性能混凝土的强度。如果砂率过小，细集料的数量过少就无法密实的填补粗集料之间的空隙，多余的空隙就全部由水泥浆体来填充，高性能混凝土的强度不能得到最大程度的提

高，倘若水泥浆体的不足以填补粗、细集料之间的空隙，就导致高性能混凝土的和易性以及密实性都相应的不足，严重影响高性能混凝土的强度以及耐久性。③减水剂。减水剂与水泥的品种的适应性是减水剂效果能够得到最大发挥的一个很重要的条件，同时砂率的大小对减水剂的效果的影响也是十分显著的。本次试验砂率的选择结合生产实际取为41%~43%，在这个前提下来选择最佳的减水剂品种。

3原材料

①水泥：水泥采用采用的是辽宁丹东山水牌P.O42.5水泥。②细骨料：细骨料采用的是Ⅱ区河砂，细度模数为2.6。③粗骨料：粗骨料选用的是当地河卵石，粒径在5~31.5mm。④减水剂：本试验分别选用丹东北方牌洪盟减水剂、沈阳洪盟洪盟减水剂以及沈阳万砼牌洪盟减水剂，采用净浆试验测试各种减水剂的减水率。

4高性能混凝土的配合比设计

高性能混凝土必须采用低水胶比、低用水量和高效减水剂，同时为了减少水泥用量达到经济、低碳的目的，水泥用量控制在360 kg/m3。考虑到高性能混凝土的耐久性能，水灰比（W/C）受到严格的限制，其对应的1、2、3水平分别为0.42、0.43、0.44。根据经验选取的砂率的3个试验水平分别为41%、42%、43%。减水剂同时也有3个品种，在试验时减水剂使用量的取用标准是它们具有相同的减水量，相应的3个品种为北方牌减水剂、洪盟牌减水剂以及万砼牌减水剂。