C80自密实混凝土配合比设计与优化

刘作为　武　斌（深圳港创建材股份有限公司）



C80自密实混凝土配合比设计与优化

刘作为武斌
（深圳港创建材股份有限公司）

【摘要】利用正交试验，进行了C80自密实混凝土配合比的设计与优化，研究结果表明：利用正交试验可以配制出工作性能与抗压强度都符合要求的C80自密实混凝土。

【关键词】自密实混凝土；正交试验；极差分析；功效系数

1　前言

自密实混凝土（简称SCC）是指在自身重力作用下，能够流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得很好匀质性，并且不需要附加振动的混凝土［1］。随着社会的不断发展，如今超高层建筑不断涌现，高强、超高强混凝土的研究应用已成为混凝土行业的研究热点［2］。为了适应市场需求，本公司中心试验室进行了C80混凝土的设计与优化工作，在公司实际生产常用原材料的基础上，通过正交试验对配合比进行优化，最终得出最符合要求的C80混凝土配合比。

2　原材料

⑴水泥：选用广东云浮中材PO52.5R。

⑵砂：采用东莞中砂，细度模数2.8，含泥量0.8%，泥块含量0.5%。

⑶石：惠州金业5～20mm连续级配碎石，含泥量0.2%，压碎指标4%，针片状3%。

⑷粉煤灰：深圳妈湾Ⅰ级灰，细度5%，需水量比90%，烧失量2.6%。

⑸矿粉：采用小野田S95级矿粉，比表面积430m2/kg，28d活性指数101%。

⑹硅灰：比表面积20000m2/kg。

⑺高效减水剂：选用三种聚羧酸减水剂，分别为四威、科隆和赛高，固含量20%。

⑻水：自来水。

3　试验方案

正交试验是一种高效率、快速、经济的试验设计方法。本试验采用正交试验来选出较优的C80自密实混凝土配合比。根据前期的试验和经验，本试验采用L9（34）正交试验表，其中的变量因素水平为水胶比、粉煤灰与矿粉比例、外加剂品种，具体因素及水平见表1，正交试验配合比见表2。

表1　L9（34）正交试验设计因素及水平

表2　试验配合比正交表L9（34）

配合比中其他参数为：总胶材600kg/m3，矿物掺合料掺量（占总胶材量）35%，其中硅灰掺量5%，粉煤灰+矿粉30%，砂率36%。

4　试验结果与分析

按照表2配合比进行试配，具体试验结果见表3。

表3　正交试验结果

4.1极差分析

极差分析法又称直观分析法，它具有计算简单、直观形象、简单易懂等优点，是正交试验结果分析最常用的方法。

4.1.1强度极差分析

C80自密实混凝土7d和28d抗压强度极差分析结果见表4。

表4　强度极差分析结果

根据表4极差分析结果得出，在7d和28d抗压强度方面，水胶比的影响最大，减水剂的品种次之，粉煤灰与矿粉的比例影响最小。而因素A随着水平的递增，7d 和28d抗压强度都呈现下降的趋势，这主要是因素随着水胶比的增大，混凝土浆体内部的孔隙增多，而孔隙不能承受压力，因而导致抗压强度下降。随着B因素水平的递增，强度变化不明显，表明在本次试验设定的粉煤灰与矿粉的掺加比例对C80混凝土7d和28d强度都无较大影响。

4.1.2扩展度极差分析

根据表5极差数据分析得出，在扩展度方面，减水剂品种的影响最大，且使用科隆减水剂效果最好，粉煤灰与矿粉的掺加比例影响次之，且B因素随着水平的递增，混凝土拌合物的扩展度逐渐减小，这是因为随着B因素水平的递增，粉煤灰在矿掺中的比例逐渐减小，而粉煤灰又因其特有的颗粒形貌，使其在混凝土拌合物中具有滚珠效应，从而增大拌合物的流动性，因此随着粉煤灰掺量的减小，混凝土的流动性也将变差。A因素对混凝土扩展度的影响最小，这是因为在C80等高强混凝土中，水胶比较低，用水量对混凝土工作性能的影响较低，而减水剂对混凝土工作性能的影响极大。

表5　扩展度极差分析结果

4.2功效系数法分析

C80自密实混凝土的主要指标为扩展度和28d抗压强度，属于多指标试验，由于极差分析法虽能直观判断各因素的影响重要程度，但只能反映出单一指标的影响规律，对于如混凝土配合比优化类多指标最优组合试验，必须采用功效法进行进一步的分析。

由表7数据分析可知，各因素影响功效系数的主次顺序为：减水剂品种＞水胶比＞粉煤灰与矿粉的比例；根据试验结果分析可看出理论最优方案为A1B1C2。

表6　各因素指标功效系数

表7　功效系数极差分析

5　结论

⑴根据极差法分析：影响C80自密实混凝土强度的因素主要是水胶比，且随着水胶比的递增，抗压强度呈下降的趋势。影响扩展度的因素主要是减水剂品种，且使用科隆减水剂效果最好。

⑵根据功效系数法分析：各因素影响总功效的主次顺序为：减水剂品种＞水胶比＞粉煤灰与矿粉的比例；根据试验结果分析可看出理论最优方案为A1B1C2。●

【参考文献】

［1］徐仁崇，陈茜，苏艺凡，等.C30～C60自密实混凝土的配制及性能研究［J］.混凝土与水泥制品，2014（02）：9-12.

［2］李洪萍，房桂明，万维福，等.利用搅拌站常规原材料配制C80混凝土［J］.商品混凝土，2013（11）：54-56.