使用正交试验法设计高性能混凝土配合比
使用正交改验．去设计高性能混凝土配合Ｊｃ；巴
魏大千
河南省公路工程局集团有限公司（４５ｏｏｏｏ）
高性能混凝土是以耐久性作为设计的主要指标，针对不
同用途要求，保证混凝土的适用性和强度，并达到高耐久性、
高工作性、高体积稳定性和经济性。高性能混凝土配制的特
点是低水胶比，选用优质原材料，除水泥、水、集料外，必须
掺加足够数量的磨细矿物掺合料和高性能外加剂，钢纤维
混凝土是其中的典型代表。钢纤维混凝土是在普通混凝土
中掺人乱向分布的短钢纤维形成的一种新型多相复合材
料。乱向分布的钢纤维能有效地阻碍混凝土内部微裂缝的
扩展及宏观裂缝的形成。显著改善混凝土的抗拉、抗弯、抗
冲击及抗疲劳性能．大幅度提高混凝土的韧性．改变混凝土
脆性易裂的破坏形态．在荷载、冻融等疲劳因素作用下，因
其阻裂能力的提高．明显延长了其使用寿命。
正交试验设计（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａ］ｄｅｓｉｇｎ）是研究多 因素多水平的一种试验设计方法。是一种高效率、快速、经
济的试验设计方法．正交试验设计在很多领域的研究中已经
得到广泛应用。在２０Ｏ９年的施工中，运用正交试验法设计
钢纤维混凝土施工配合比，使桥面铺装采用的钢纤维混凝土
材料达到设计文件规定的控制标准：弯拉强度５．５ ＭＰａ，抗压
强度Ｉ＞４０ ＭＰａ
１原材料
１）水泥：选用“同力牌”Ｐ．Ｏ ４２．５普通硅酸盐水泥。
２）粗集料：按照规定粗集料粒径不宜大于钢纤维长度的
２／３；一般为５～２０ ｍｍ。经筛分、计算，掺配比例为４．７５～９．５：
９．５～１９．０－－４５％：５５％。其中针片状含量３．８％～５＿４％、含泥量０．５％
～Ｏ．６％、压碎值９．５％一ｌ１％。 ３）细集料：选用河南信阳天然河砂，细度模数２．７，中砂
Ⅱ区级配。含泥量１．０％～２．６％。
４）水：当地人畜饮用水。 ５）钢纤维：选用压痕型钢纤维．规格尺寸为ＲＳ０３０６２／３０—
６ｏ０，长径比４８．５，抗拉强度≥６００ ＭＰａ。
６）外加剂：ＵＮＦ一３型高效减水剂，减水率ｌ８％～２５％，推
荐掺量１％。
２使用正交试验法设计配合比
影响钢纤维混凝土性能的因素较多。如混凝土的水灰
比、水泥用量、粗集料的最大粒径、砂率、钢纤维的长径比、
外观尺寸及表面形状、体积率以及混凝土搅拌工艺和浇筑方
法等。桥面铺装层钢纤维混凝土配合比设计应满足设计要
求的抗压强度、弯拉强度和施工要求的均匀性、和易性。根
据工程的要求和材料现状，经过初步分析计算，拟选择钢纤 维体积率Ｄｆ、钢纤维混凝土砂率及水灰比三项内容作为正交 设计试验的影响因素，每个因素各制定３个水平，详见表１。
表１ 正交试验设计的因素与水平表
Ａｆ钢纤维体积 因素 Ｂ（砂率ｓ ％ Ｃ（水灰比） 率曲％
ｌ ０．５ ４０ ０．４０
水平 ２ １．Ｏ ４５ ０．４３
３ １．５ ５０ ０．４５
根据表１，选择Ｌ９（３４）正交试验设计表（见表２），即表示
需作９次试验，最多可观察４个因素，每个因素均为３水平。
表２ Ｌ９（３４）正交试验设计表
Ａｆ钢纤纠 ｌ体积率 试验号 ｐｆ ％ Ｂ（砂率Ｓ ％ Ｃ（水灰比）
列号 用量 列号 用量 列号 用量
① １ ０．５ ｌ ４０ １ ０．４０
② １ ０．５ ２ ４５ ２ ０．４３
③ １ ０．５ ３ ５０ ３ ０．４５
④ ２ １．０ ｌ ４０ ２ ０．４３
⑤ ２ １．Ｏ ２ ４５ ３ ０．４５
⑥ ２ １．Ｏ ３ ５０ １ ０．４０
⑦ ３ １．５ １ ４０ ３ ０．４５
⑧ ３ １．５ ２ ４５ １ ０．４０
⑨ ３ １．５ ３ ５０ ２ ０．４３
３试验结果及分析
试验采用６０型单卧轴强制式混凝土拌合机。严格按照
设计配合比计算、精确称量。先将碎石、钢纤维掺拌均匀，再
加入砂、水泥干拌ｌ ｍｉｎ，最后加入规定的水和外加剂湿拌２
ｍｉｎ。 按照规范标准检验混合料的和易性、坍落度制作试件，静
置２４ ｈ后拆模进行标准养护（温度２０＿＋２℃，湿度≥９０％）。养
护龄期为７ ｄ和２８ ｄ。采用ＳＹＥ～３００型数显式抗折试验 机、ＹＥ～３２０００数字液压式压力试验机对试块进行弯拉及
抗压破型试验，采集试验数据。试验结果见表３。
对表３得出的试验结果进行统计分析计算（详见表４）。
从中可以得出钢纤维体积率、砂率及水灰比对钢纤维混凝土的
和易性、抗压强度和弯拉强度指标的影响程度及各因素的最
佳组合，为最终选择施工配合比提供依据。
据表４的计算结果．从和易性分析，对钢纤维混凝土坍
落度影响的大小依次为水灰比、钢纤维的体积掺率、混凝土
砂率。即Ｃ３ＡＩＢ１。水灰比是影响钢纤维混凝土和易性最 ｌ 表３试验结果 苎 苎 ， 苎 兰三
ｌ２８ｄ强度（ＭＰａ） ，俐玎 昆怔工州。弓 蚀熳一］俐玎 匪侈八 伏午止 试验号 坍落度：ｍｍ） 抗压强度 大。 ｌ 抗弯强度 ① ４５ ６．９ ５７．１ ４佣疋最住四Ｃ苜 匕
② ５０ ６．１ ４６．０ 采用综合平衡法分析钢纤维混凝土各组成材料用量对
③ ７０ ５．９ ４３．１ 混凝土各项指标的影响．可以找出最佳配合比。
ｌ ④ ５０ ６．６ ５３．４ １）水灰比对抗压强度和坍落度影响是最大的影响因素。取
｝ ⑤ ５５ ６．２ ４５．５ ０．４０时抗压强度最好，但坍落度最 ｌ氐，取０．４５时坍落度最大，
ｌ ⑥ ３０ ７－３ ５７．５ 但抗压强度最低。综合考虑抗Ｊ土强度、坍洛度曲坝指杯，水
ｌ ⑦ ５５ ７．１ ４５．８ 灰比最后远取０．４３。 ｌ ⑧ ２５ ８．６ ５８．１ ２） 翠灯＝坝瑁怀阴影喇都小是最大盯。 半耿４０％
ｌ ⑨ ４０ ７．５ ４８．８ 盯，珂讥Ｊ土蚀厦布ｕ珊洛厦术况，网 佰怀刊最财。叨芎 蚀
ｌ 表４方差分析表 羞 一 叫一 一 一～ 叫 ～
１ ５３８５ ３）钢纤维体积率是钢纤维混凝土弯拉强度的最大影响２２０ｌ０因素。取１．５％时弯拉强度最好，当钢纤维体积率取１．Ｏ％时， Ｋ３１Ｏ５ １２５ １６抗压强度最大，坍落度和弯拉强度居中，３项指标值均满足设ｌ
ｌ 坍落度 Ｋ１ ５０ ４５ ２８ 计及施工要求。当钢纤维体积率取０．５％时，抗压强度、弯拉
Ｉ２４０８３强度均为低值，但也基本满足设计及施工要求，坍落度指标ｌ Ｋ３ ３４２５值最高。从降低成本、节约资金，同时保证工程质量的角度方差 ｌ５ ７ ２７ 来说，钢纤维体积率取１．０％，即可满足各方面指标要求。 优案 Ｃ３Ａ１Ｂ１ 通过各因素对３个指标影响的综合分析，得出较合理的
１ １４５ ｌ９６７６０ 配合比试验方案。即水灰比０．４３、砂率４３％、钢纤维掺人体ｌ Ｋ２ １５９．７ １５２．９ １５１．５ 积率１．Ｏ％。结合工程设计、施工条件及材料的状况，本看保
Ｋ３ １５６．０ １５２．７ １３７．７ 证质量，使于施工和经济合理的腺则，经过复验，最后确定
Ｋ１ ４９．８ ５３．２ ５８．７ 俐针维混璇土砸Ｊ＿配合比（评见表 ）。 ｌ 抗压强度 Ｋ２ ５３．２ ５１．０ ５０．５ 表３ ｚ干雄混臌土弛上曰ｃ苜比
Ｋ３ ５２．０ ５０．９ ４５．９ 材料 水泥 砂 碎石 水 钢纤维
ｌ 方差 ３－４ ２－３ １２．８ 单位用量 ：ｋｇ） ４１０ ７７３ １０２４ １７６ ６８ 优方案 Ｃ１Ａ２Ｂ１ 外加剂（％） ｌ
ｌ １ １９８ ２５３７ 坍落度（ｍｍ）４５ Ｋ２ ２１．０ ２１．８ ２１．１ 弯拉强度 ７ ｄ ３７．９
Ｋ３ ２４．１ ２１．６ ２０．１（ＭＰａ） ２８ ｄ ４９．２
Ｋ１ ６．６ ７－２ ７．９ 抗压强度 ７ ｄ ５．５ 弯拉强度
Ｋ２ ７．０ ７－３ ７．０ （ＭＰａ） ２８ ｄ ６．７ Ｋ３ ８．０ ７－２ ６．７ 亡厶 方差 １．４ ０．１ １．２ Ｊ三口 匕
优方案 Ａ３Ｃ１Ｂ２ 计ｍ”脱斑土研回铺表Ｊ云比首旭况 土仉雎利，芎 蚀
重要的因素。为了获得更加适宜的和易性。需增加单位用水 度提高，并且早期强度高、耐磨性能好、施工方便、返修率
量及单位水泥用量。从抗压强度分析，对钢纤维混凝土抗压 低、减少维修成本，对后期营运、养护也非常有利。而使用正
‘强度影响的大小依次为水灰比、钢纤维的体积掺率、混凝土 交试验法设计钢纤维混凝土配合比也是非常有效的方法，ｉ ｌ砂率。其最佳组合为Ｃ１Ａ２Ｂ１。水灰比也是影响钢纤维混凝 能够在很多试验方案中挑选代表性强的少数几个试验方
ｌ土抗压强度的主要因素。从抗弯拉强度分析．对钢纤维｝昆凝 案，并通过对少数试验方案的结果进行分析，推断出最优方
ｌ土影响的大小依次为钢纤维的体积掺率、水灰比、砂率，最 案，从而提高工作效率，降低工作成本。
｝ ‘ Ｉ佳组合为Ａ３ＣＩＢ２，钢纤维的体积掺率是钢纤维混凝土抗弯
‘拉强度最主要的影响因素。试验结果表明，由于钢纤维的弹 Ｊ
Ｐ
正交试验方法在滑模摊铺水泥混凝土路面配合比设计中的应用
工程科技 ２００６年第１期 ５７
正交试验方法在滑模摊铺
水泥混凝土路面配合比设计中的应用
机械筑路工程有限公司 王建伟 夏俊国
【摘要】本文阐述了滑模摊铺水泥混凝土路面配合比的正交试验方法以及混凝土在工程中的应用情
况。
【关键词】混凝土路面滑模配合比正交试验应用
１前言
水泥混凝土路面滑模施工是一种采用滑模摊铺机摊铺水泥混凝土路面的一种新的施工工艺方
式，其混凝土配合比设计应当满足四项基本要求：弯拉强度、工作性、耐久性和经济性。广西兴六高
速公路 合同段施工里程为Ｋ０＋０００－－Ｋ１８＋４３６．０５，混凝土数量为１０６２００ｍ３；沿线年平均气温
为２１．８℃，最低一０．４＂Ｃ；该路面宽２５．５ｍ，混凝土板厚０．２６ｍ；路面施工时，分二幅每幅宽ｌｌｍ，采
用ＣＩＭＳＦ６００４滑模摊铺机一次完成摊铺，其路面混凝土主要技术指标见表１。水泥混凝土配合比
的设计采用正交试验方法，不仅可以取得最佳混凝土配合比，确保混凝土路面质量，也可以降低混
凝土成本。
表１ 路面混凝土主要技术指标
设计弯拉强度 试配弯拉强度 抗压强度 坍落度 振动粘度系数 含气量 最大水灰比 最小水泥用量（ｋｇ／ｍ３）
（ＭＰａ） （ＭＰａ） （ＭＰａ） （ｍｍ） （Ｎ／ｍ２．ｓ） （％） （Ｗ／Ｃ） 未掺粉煤灰 掺粉煤灰
５．Ｏ ５．５～５．７５ ３５．Ｏ ３Ｏ～６ｏ ３００±２００ ３±１ ≤Ｏ．４４ ≥３００ ≥２５０
２原材料的比选
原材料质量的优劣直接关系到路面混凝土的强度和滑模施工后的效果，特别是粗集料和外加
剂的质量对混凝土的质量影响非常大，表２是对原材料比选的结果。
表２原材料比选结果
、 碎 石 贵港 鱼峰牌
项目＼ 能源石场 组合级配 砂场 水泥 石卡镇自来水 ＬＤ外加剂 ＼ ３Ｏ～１５ １５～５ 孔径 通过量 河砂 （Ｐ－ｏ４２．５）
抗折强度（ＭＰａ） ３１．５ ９７．５ ８．２６ 抗压强度（ＭＰａ） １０３ ２５ ６９．５ ３８．３ 表观密度（ｋｇ／ｍ３） ２７２０ ２Ｏ ４５．０ ２６４０ ３．１ Ｃａ２ ＝７．８ｍｇ／Ｌ． 减水率＝２０．５％， 堆积密度（ｋｇ／ｍ３） １５２０ １５ ２６．４ １４９０ 细度Ｆ＝３．９％。 Ｅｌ一＝１０．７ｍｇ／Ｌ， 泌水率比＝１８．８％， 针片状颗粒含量（％） ６．３ １Ｏ １４．３ 标准稠度： ＳＯ４ ＝１２．０ｍｇ／Ｌ． 含气量＝２．Ｏ％， 压碎值（％） １０．４ ５ ３．４ Ｐ＝２６．Ｏ％． 总硬度 收缩率比＝６０％， 含泥量（％） Ｏ．６ ２．５ １．１ １．１ 初凝时闻： ＝３．５毫克当量几， 掺量＝２．０－３．Ｏ％， ２Ｉｌ２２ｍｉｎ． ＰＨ；７．５ 一般取２．５％ ｓｏ３含量（％） Ｏ．Ｏ２ ＜２．５ Ｏ．Ｏ ０．叭 终凝时间：
高性能混凝土原材料选用及配合比设计
一、混凝土原材料选用
配制高性能混凝土水泥应选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175的规定，不宜使用早强水泥。矿物掺合料应选用品质稳定的产品，宜为粉煤灰、磨细粉煤灰、矿渣粉。其他类型掺合料应经过专项论证，经业主方、监理方、咨询方认可方可应用。所选用的矿物掺合料必须对混凝土和钢筋无害，并应符合国家现行有关标准规定。
高性能混凝土的细集料应选用细度模量为2.6-3.2的天然河砂，同时应控制砂的级配、粒形、含杂质量和石英含量。级配曲线平滑、粒形圆、石英含量高、含泥量和含粉细颗粒少为好，避免含有泥块和云母。当采用人工砂时，更应注意控制砂子的级配和含粉量。有机物含量（用比色法试验）：颜色不应深于标准色，如深于标准色，则应按水泥胶砂强度试验方法进行强度对比试验，抗压强度比不应低于0.95。粗集料应选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小、坚硬耐久的石灰岩、花岗岩、辉绿岩等碎石、碎卵石或卵石作为高性能混凝土的粗骨料，其压碎指标尚应不大于10%。卵石中有机质含量（用比色法试验）：颜色不应深于标准色。当深于标准色时，应配制成混凝土进行强度对比试验，抗压强度比不应小于0.95。
外加剂与水泥之间应有良好的相容性，必须符合《混凝土外加剂》（GB8076）和《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119）等标准的规定。硫酸钠含量：≤5.0%；氯离子含量：≤0.02%；碱含量(Na2O+0.658K2O)：≤10.0%；减水率：不小于25%；泌水率比：早强型不大于50%，标准型不大于60%，缓凝型不大于70%；含气量：≤6.0%。
二、配合比要求
高性能混凝土的配合比设计应根据混凝土结构的要求，确保其施工要求的工作性，以及结构混凝土的耐久性。耐久性设计应针对混凝土结构所处外部环境中劣化因素的作用，使混凝土结构在设计使用年限内不超过容许劣化状态。采用聚羧酸高性能减水剂，原则上每种配合比分别用两种减水剂配置（其中一个备用）。
C70大体积自密实混凝土配合比设计
建筑工程黪Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ２０１２ Ｎ０．１
Ｃ７０大体积自密实混凝土配合比设计
口文／刘 芳 周雪明
摘要：采用Ｃ７０高强混凝土的水灰比，结合自密实混凝土配合比计算方法，设计出初始的
Ｃ７ ０自密实高强混凝土配合比。然后进行正交试验设计，对试验结果进行极差分析
得到最优配合比。最后经过实际温升值验算，得到符合要求的Ｃ７０大体积自密实混
凝土配合比。
关键词：高强；自密实；大体积混凝土；配合比设计
随着建筑技术水平的提高，建筑物向高层、大跨
度、结构复杂的方向发展。研制具有良好工作性和耐久
性的高强高性能的混凝土具有重要的意义。
高强混凝土在保证结构强度要求的前提下，可显
著减少结构截面尺寸，减轻结构自重，同时具有良好的
耐久性，可减少修补和拆除建筑物结构的能源和资源
消耗，从而实现混凝土的可持续发展ｒ 。但综合来看，以
往对高强高性能混凝土的应用主要集中在钢管内芯混
凝土方面，对大体积高性能混凝土研究较少。高强度免
振捣高性能混凝土关键是通过配合比设计，在低水胶
比时使混凝土具有高工作性和高稳定性。而如果将其
应用在大体积结构中，不得不考虑高水泥用量带来的
高水化热，导致大体积混凝土的开裂。
本文选用Ｃ７０高强混凝土的水灰比，最大限度的
以矿物掺合料替代水泥，结合白密实混凝土配合比计
算方法，采用正交试验设计，最后经过实际温升值验
算，得到符合要求的Ｃ７０大体积自密实混凝土配合比。
１配合比设计
１．１设计思路
由于Ｃ７０大体积自密实混凝土要同时兼顾高强混
凝土配合比设计中对强度的要求、白密实混凝土设计
中对工作性的要求和大体积混凝土施工对温度的要
求，故采取如下设计思路。
１）确定水灰比。高强混凝土水灰比的计算不能采
用普通混凝土的强度计算公式，应根据试验资料进行
统计，得出混凝土强度和水灰比的关系式，然后用作图
法求出设计强度为Ｃ７０的混凝土对应的水灰比作为基
混杂纤维高性能混凝土配合比优化设计
１７４ 科技研究 ２００６年７月第４期
混杂纤维高性能混凝土配合比优化设计
王量 ，鞠丽艳 ，胡春花 ， （１．上海嘉华混凝土有限公司，上海市２０００３１；２．上海申通地铁集团有限公司，上海市２０００３１； ３．上海市杨浦区建设工程质量检测站。上海市２００４３８）
摘要：研究低掺量情况下混杂（钢一聚丙烯）纤维混凝土各组分对混凝土性能的影响及程度，采用正交试验设计方案，找 出混杂纤维低掺量情况下，混凝土在满足强度、工作性（施工性能）、耐久性各方面优良性能时的较优配比，对混杂纤维高性 能混凝土进行优化设计。 关键词：混杂纤维；钢纤维；聚丙烯纤维；高性能混凝土；正交试验 中图分类号： ｒＵ３７７．９４文献标识码：Ａ文章编号：１００９—７７１６（２００６）０４—０１７４—０４
０前言
现代混凝土技术正朝着高强度、高韧性、高阻
裂、高耐久、高体积稳定性的方向发展。在水泥基
体中掺入纤维是强化、韧化混凝土，并改善其性能
的有效途径。由于多相、多组分混凝土本身具有多
尺度层次的结构特征，因而用单一纤维增强其作
用是有限的，而采用不同性能和不同尺度的纤维
混杂增强，能使其在混凝土不同的结构层次、性能
层次上充分发挥各种纤维的尺度和性能效应，达
到逐级阻裂与强化的功能，配制成高性能的混凝
土。
混杂纤维混凝土是混凝土研究的一个新兴领
域，在许多方面尚有待进一步系统地探讨和研究，
诸如各组分掺量、纤维混杂比例、复合材料各组分
间的关系及其对混凝土强度、耐久性、工作性的影
响，目前混杂纤维混凝土研究表明，纤维混杂混凝
土极具发展前景。该文旨在通过正交试验研究分
析各组分对混杂纤维（钢／聚丙烯纤维混杂）混凝
土性能的影响及程度，并对混凝土配合比进行选
择，获得较优配比，实现混杂纤维高性能混凝土配
合比的优化设计。
１试验原材料
试验用水泥为４２．５级普通硅酸盐水泥；石子
粒径５～１６ ｍｍ，堆积密度１６３０ ｋｇ／ｍ ；砂子细度模
正交试验设计法在钢纤维混凝土配合比中的应用
第６期（总第ｌ３６期） ２００８年１ ２月 中圄千放工
ＣＨＩＮＡ ＭＵＮＩＣＩＰＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｎｏ．６（ＳｅｒｉａＩ Ｎｏ．１３６） Ｄｅｃ．２００８
正交试验设计法在钢纤维混凝土
配合比中的应用
孙燕明’，王萍 ，胡镇卿
（１．保定市城乡规划设计研究院，河北保定０７１０００；２．邢台市交通局，河北邢台０５４０００）
摘要：介绍了钢纤维水泥混凝土配合比正交试验设计方法，并利用正交试验结果，采用综合平衡法分析钢纤维水泥混 凝土各组成材料用量对混凝土各项指标的影响。据此，找出了钢纤维水泥混凝土用于桥面铺装层的施丁最佳配合比。 关键词：桥梁；桥面铺装；钢纤维混凝土；配合比设计；正交试验法 中图分类号：Ｕ４４４．１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４—４６５５（２００８）０６—００１４—０３
钢纤维混凝土以其超强的抗弯拉强度、抗裂强 度、抗冲击韧性和承载力广泛应用于建筑、交通、机
场等工程领域。由于钢纤维混凝土组成材料较多．影
响因素复杂．按常规的试验方法在较短时间内很难找 出既符合设计和施工要求又经济合理的混凝土施工配
合比。 ２００７年我市在新建桥梁的桥面铺装及伸缩缝中
采用Ｃ４０钢纤维混凝土．并采用正交试验法进行了
钢纤维混凝土的配合比设计及试拌 正交试验设计法是一种可用较少的试验次数．运
用规定的统计分析方法．找出影响因素的主次排列和 最佳组合的科学方法 运用正交试验法．提出生产用
的钢纤维混凝土施工配合比．使大桥桥面铺装采用的
钢纤维混凝土材料，达到设计文件规定的控制标准： 弯拉强度５．５ ＭＰａ．抗压强度≥４０ ＭＰａ
１ 原材料选用和技术性能 １）钢纤维：选用剪切异型直纹钢纤维，规格为
０．５ ｍｍｘ０．５ ｍｍｘ２５ ｍｍ，长径比５０，密度６．８ ｇ／ｅｍ 。 ２）水泥：选用临近地区邯郸生产的“太行山”牌 Ｐ．０４２．５Ｉｔ水泥。 ３）粗集料：粗集料粒径不宜大于钢纤维长度的
高性能C50混凝土的配制方法
高性能C50混凝土的配制方法
1、混凝土配合比
按照混凝土配合比设计规程及混凝土性能试验方法标准设计出三组混凝土配合比如表1。
2、混凝土工作性能
为了施工时易于操作而保证质量，混凝土拌和物具有良好的工作性。混凝土拌和物的工作性能是其稠度，可塑性，和易性的总称。
本试验主要通过测定新拌混凝土的坍落度及含气量来评价混凝土的工作性能。试验混凝土配合比及试验结果见表2。试验结果表明：单掺矿物掺合料比不掺好，双掺比单掺好。
3、力学性能
高性能混凝土的耐久性要求较高，因此水灰比的浮动范围较小，但在配合比设计过程中，抗压强度仍是主要的控制指标，本文采用立方体弹性模量和立方体抗压强度实验来检测混凝土的力学性能。
混凝土力学性能试验结果见表3。试验结果表明，双掺矿物掺合料混凝土力学性能比单掺好。
4、耐久性
高性能混凝土的耐久性主要涉及抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性等，本文通过电通量试验、抗渗性试验、抗冻性以及抗渗性试验进行混凝土耐久性检测。
试验混凝土配合比同前。试验结果见表4。综合比较单掺和双掺矿物掺合料混凝土耐久性能，双掺比单掺的混凝土耐久性能好。
三组混凝土配合比的差异仅表现在掺合料的掺法和掺量不同，通过对三组配合比混凝土进行工作性能试验、力学性能试验以及耐久性能试验，得出结果：双掺法混凝土的工作性、力学性能、耐久性均优于单掺法混凝土，各项性能均得到了改善和提高，并完全符合高性能混凝土的设计要求，因此，客运专线C50混凝土箱梁施工建议采用双掺法进行配合比设计。
正交设计在配制海工高性能混凝土中的应用
水泥与混凝土 广东建材２０１１年第９期
正交设计在配制海工
高性能混凝土中的应用
黄祥陈彩金刘开阳
（广东省长大公路工程有限公司第二分公司）
摘 要：为满足施工要求删保 程质量，综合采用复掺人掺量矿物掺合料，优选高效减水制和仃 机 合阻锈剂等技术措施，通过止交设计配制出适应恶劣海洋环境 的海工高性能混凝上，并结合Ｔ 柙实例验 其 行性。 关键词：海Ｔ高性能混凝ｔ；氯离了扩散系数；矿物掺合料：正交设计
『ｆＪ ｆ海洋环境的特殊性，混凝ｔ结构将遭受着比陆
地Ｊ 更为严峻的自然环境考验，比如冻融，潮差，海浪， 风 ，海洋微，卜物以及化学侵蚀等作用，因而混凝土结
构容易遭受破坏而缩短其安全使用年限 。
海＿ｒ高川Ｌ 厶：Ｂ Ｅ．ｆ１日Ｂ凝士除具有良好的力学性能外，同时
还兼具高耐久性，特别是高抗氯离 渗透性，其性能远 远优１ 传统 通混凝Ｌ。本文丰要以Ｊ ‘深沿江高速公路 为依托，结合１ｌ｜ 设计嘤求，通过正交设计配制出适应
于海洋 境卜的承台墩柱混凝十Ｃ４０，多种技术措施的
综合运用人人提高混凝十结构耐久性，确保工程结构设
‘安伞使川寿命。
１原材料及测试方法
１．１原材料
水泥为东莞华润水泥厂牛产的Ｐ．ＩＩ ４２．５硅酸盐水
泥；细集料为』 东两江中砂，细度模数为２．８Ｏ；粗集料
为惠州博罗金 石场，５￣２５ｍｍ连续级配碎石；粉煤灰 为尔莞沙７ｆＪ电 Ｉ级灰；矿粉为柳州台泥新型建材有限
公州乍 的￥９５级矿粉减水剂为江苏博特新材料有限 公刮牛 ：的离性能聚羧酸减水剂ＰＣＡ；Ｉ５且锈剂为建研建
材ｆ］‘限公－１ 卜』 ：的Ｍｓ一６０１仃机复合型阻锈剂。 １．２测试方法
混凝１：拌合物坍落度参考《水１：混凝土实验规程》
ＤＬ／Ｔ５１５０～２００１巾混凝ｔ拌合物坍落度实验方法；混凝
ｊ：抗 强度参考《水工混凝十实验规程》ＤＬ／Ｔ５１５０—２００１ －Ｉ卜『昆凝十 体抗压强度测试方法；混凝土抗氯离子扩
敝系数参考《海港ＩＪ 程混凝土结构防腐蚀技术规范》 ＪＴＪ２７５—２０００【ｆ１混凝 ｔ抗氯离子渗透性标准实验方法
钢纤维高强混凝土配合比正交试验研究
２００８年第２９卷第３期
钢纤维高强混凝土配合比正交试验研究
冯 欣 ，贺东青２
（１．河南大学审计处，开封４７５００１；２．河南大学材料与结构研究所，开封４７５００１）
摘 要： 将正交试验设计理论应用到钢纤维高强混凝土配合比设计中，仅需少量试验即可完成对诸多配合比影响
因素不同位级的考察。以某工程库体配合比设计为例开展试验研究，利用正交试验方法分析研究了各掺合料对钢纤 维高强混凝土的流动性和强度性能的影响规律及其影响的显著性，得到了符合设计和施工要求的配合比设计方案。
关键词： 钢纤维高强混凝土； 配合比； 试验研究；正交设计； 方差分析
Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ Ｍｉｘ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ＳＦＲＨＳＣ
ＦＥＮＧ Ｘｉｎ‘，ＨＥ Ｄｏｎｇ－ｑｉｎｇ
（１，Ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ Ｏｆｆｉｃｅ，Ｈｅｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋａｉｆｅｎｇ ４７５００１，Ｃｈｉｎａ；２，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， Ｈｅｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋａｉｆｅｎｇ ４７５００１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｄｏｐｔｉｎｇ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｔｈｅ ＳＦＲＨＳＣ（ｓｔｅｅｌ ｆｉｂｅｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｃｏｎｃｒｅｔｅ）ｍｉｘ ｄｅｓｉｇｎ，
ｏｎｌｙ ａ ｆｅｗ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｗｏｕｌｄ ｂｅ ｎｅｅｄｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｍａｎｙ ｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｅｖｅｌ ｉｎ ｍｉｘ ｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅ ａｕ— ｔｈｏｒｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ ＳＦＲＨＳＣ ｍｉｘ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ ｌｏｎｇ—ｓｐａｎ ｓｈｅｌｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ．ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ＳＦＲＨＳＣ ｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ．Ｔｈｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｏｆ ｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｅｘ—
地铁车站主体高性能混凝土配合比设计及性能研究
建筑理论与设计
地铁车站主体高性能混凝土配合比设计及性能研究
前言 摘要：通过掺入高效减水剂、调整胶凝材料组成、添加膨胀剂组分等方式提高或改善混凝土的各项性能，使其符合低氰、低碱、抗
渗且便于施工的要求。试验结果表明：通过掺入高效减水剂可减少单位立方米用水量及降低水胶比，提高混凝土的抗压强度及抗渗
等级；掺入粉煤灰和矿渣粉、膨胀剂可以明显改善混凝土内部结构，提高混凝土的抗渗性能及耐久性。
关键词：地铁车站；正交设计；高性能混凝土；氯离子含量；总碱量
２０１０年７月，合肥地铁１、２号线获国务院批准建设，合肥市正式进入地铁
时代。地铁工程与一般工程相比，具备独有的特点：工程造价高、设计使用年
限久、社会影响大。由于地铁车站一般为地下工程，对混凝土的防水及耐久性
能提出了较高的要求，地铁工程的防水质量是工程质量的重要目标，而由隧
道、车站等结构渗漏水而影响使用功能的事例在国内外都经常发生。因此，对
地铁车站主体混凝土配合比进行系统设计，以达到设计的防水要求是十分重
要的。
１．工程设计要求
该工程为合肥地铁１号线某站点地下车站主体结构，采用补偿收缩混凝
土（水中１４ｄ限制膨胀率≥１．５ ｘ １ ，水中１４ｄ、空气中２８ｄ限制干缩率≤３．０ ｘ
ｌ０ ），设计强度等级为Ｃ３５，抗渗等级为ＰＩＯ，设计坍落度为１２０～１６０ｍｍ，ｌｈ坍
落度损失小于５０ｒａｍ，水胶比不大于０．５０，胶凝材料最高用量不超过４００ｋ咖，。
混凝土中水溶性氯离子含量不应超过胶凝材料总重量的０．０６％，混凝土中总
碱量不得大于３．Ｏｋｇ／ｍ 。
２．原材料
（１）水泥：宜采用５２．５级水泥，比表面积大于３５０ｒｄ／ｋｇ；水泥碱含量应小于
０．６％；氯离子含量应小于０．ｏ６％。实测氯离子含量０．Ｏ１ １０％，碱含量０．４６％。
（２）砂：细骨料应选用Ⅱ区中砂，细度模数２．３～３．０，含泥量不应大于３％， 砂率控制在３５％一４０％。实测氯离子含量０ ０００８％。
C60高强高性能混凝土配合比设计
C60高强高性能混凝土配合比设计
一、配合比设计原则
1、水灰比W/C现行《普通混凝士配合比设计规程》中的鲍罗米公式对C60以上的混凝土已不适用，而《高强混凝十结构设计与施工指南》要求混凝十的施工配制强度不应低干强度的1.15倍，故该混凝一配制强度定为≥69MPa。此外，水灰比是决定混凝土强度的主要因素，目前尚无完善的公式可供选用，故配合比设计时通常根据设计强度等级、原材料和经验选定水灰比。根据以上设计原则，结合工程实践与试验经验，在试验中选用了选择水胶比为0.25~0.27进行混凝土性能试验。
2、用水量和水泥用量
普通强度等级混凝十中，水量可根据圳落度要求，集料品种，粒径来选择。因此，高强度高性能混凝十可参考执行，如由此确定的用水量导致水泥或胶凝材料总用量过大时，可通过调整减水剂品种或掺量来降低用水量或胶凝材料用量。也可以根据强度和耐久性要求，首先确定水泥或胶凝材料用量，再由水灰比计算用水量，当流动性不能满足设计要求时，再通过调整减水剂品种或掺量加以调整，考虑到混凝土在运输期间坍落度会有所损失，故将试配时湿凝十的坍落度控制在220~240mm之间，又因单方用水量不宜超过180kg故选用145kg。根据水灰比0.25~0.27，计算得出每立方米混凝土胶凝材料用量为537~603kg。
3、砂率 根据《混凝土泵送施工技术规程》及《普通混凝土配合比设计规程》规定，泵送混凝土的砂率为38%~45%。但由于C60高强高性能混凝土胶凝材料用量较大、用水量较少，故适当降低砂率，选34%~38%即可。并通过试验确定最优砂率。
二、C60高强高性能混凝士配合比实验与应用
根据《高强混凝土结构技术规程)及《普通混凝土配合比设计规程》及以往混凝土配合比设计经验，确定试配强度为69.0MPa，砂率取36%，粉煤灰按5%掺入，超量系数取1.4，矿粉按20%掺入，超量系数取1.1%，容重取2400kg/m3。水灰比以0.26为基准分别增减±0.01，经计算得出配合比，进行试配，并进行混凝土拌合物性能、混凝土力学性能和耐久性能检测。