论文部分内容阅读
摘要：本文从施工项目C30混凝土配合比设计入手，选用双掺混合料方法，运用正交设计极差分析研究了双掺法配制混凝土的7d、28d抗压强度，从而得出对配合比设计有指导意义的结论，为今后工程施工中同时掺加粉煤灰和矿渣粉的混凝土配合比设计提供参考。
关键词：C30；双掺混合料；混凝土；配合比设计
1.前言
本文所研究的C30混凝土在高速公路项目中的泵送灌注桩、承台、墩台等结构上采用。相对于普通混凝土，本文研究的混凝土同时掺加粉煤灰和矿渣粉，其内部结构所发生的化学反应更复杂，双掺混合料对混凝土的影响不同于单掺的普通混凝土。本文结合各影响因素，对双掺C30混凝土配合比选定进行相关试验研究。
2.混凝土用原材料
2.1水泥
对于双掺混合料的混凝土而言，水泥品种宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。本试验选用普通硅酸盐水泥（P·O42.5），水泥各检测结果见表1。
表1 水泥的物理力学性能指标
检验项目 比表面积（m2/Kg） 凝结时间（min） 安定性 3d强度（Mpa） 28d强度（Mpa）
初凝时间 终凝时间 抗压强度 抗折强度 抗压强度 抗折强度
检测结果 320 175 220 合格 33.1 6.9 53.3 8.3
2.2粉煤灰
本试验选用II级粉煤灰，细度为6.2%，烧失量为3.32%，需水量比为93%。
2.3矿渣粉
本试验选用S95级矿渣粉，比表面积为402m2/Kg，需水量比为98%，7d抗压强度为88%，28d抗压强度为105%。
2.4细骨料
本试验所用细骨料选用细度模数为2.7的中砂，其性能见表2。
表2 细骨料的品质检测结果
检测项目 细度模数 含泥量（%） 云母含量（%） 轻物质含量（%） 吸水率（%） 坚固性（%） 硫化物及硫酸盐含量（%） 碱活性（%） 氯离子含量（%）
检测结果 2.7 2.0 0.05 0.1 0.4 5.0 0.10 0.05 0.004
2.5粗骨料
本试验所用粗骨料性能指标见表3。
表3 粗骨料的品质检测结果
检测项目 颗粒级配 含泥量（%） 泥块含量（%） 针片状颗粒含量（%） 压碎指标（%） 坚固性（%） 硫化物及硫酸盐含量（%） 碱活性（%） 氯离子含量（%）
检测结果 三级级配合成，符合5-31.5mm
连续级配碎石 0.5 0.1 2.9 8.0 0.44 0.01 0.05 0.002
2.6外加剂
本试验使用AT-2000型高效减水剂，其各指标检测结果如表3所示。
表3 外加剂的品质检测结果
序号 检验项目 检测结果
1 水泥净浆流动度（mm） 245
2 硫酸钠含量（%） 0.04
3 氯离子含量（%） 0.04
4 碱含量（%） 1.3
5 减水率（%） 36.6
6 含气量（%） 5.4
7 坍落度60min保留值（mm） 200
8 常压泌水率比（%） 18
9 对钢筋锈蚀作用 无锈蚀
10 收缩率比（%） 120
11 相对耐久性指标（200次） 90
12 抗压强度比（%） 3d 138
7d 134
28d 130
2.7拌合用水
本试验拌合用水使用饮用水。
3.混凝土配合比设计
本试验设计双掺粉煤灰、矿渣粉的C30混凝土，矿物混合料掺量对混凝土的抗压强度有较大的影响。因此，本试验将矿物掺量、水胶比、胶凝材料总量作为正交试验所考虑的影响因素。根据三个影响因素的不同掺入程度，确定三水平三因素的正交试验。设计配合比时；矿物混合料中粉煤灰和矿渣粉的比例为2：1，砂率采用40%，砂石材料不变，碎石5～10mm：10～20mm：20～31.5mm=1：3：1。
表4 初步理论配合比
水胶比 砂率（%） 水泥用量（Kg/m3） 矿物掺和料（Kg/m3） 细集料（Kg/m3） 粗集料（Kg/m3） 水
（Kg/m3） 外加剂
（Kg/m3）
0.39 40 252 108 760 1140 140 5.40
表5 正交试验因素和水平表
影响因素 水胶比 胶凝材料总量 矿物混合料掺量
水平1 0.37 360 30%
水平2 0.38 380 40%
水平3 0.39 400 50%
4.试验结果分析
根据规范要求制作混凝土试件，在标准养护室内分别养护7d、28d取出，测试不同龄期试件的抗压强度。这里篇幅有限就简略列出：从7d强度结果来看，最佳配比为：水胶比0.37，胶凝材料总量为380 kg/m3，矿物混合料掺量为30%。从28d强度结果来看，最佳配比为：水胶比0.37，胶凝材料总量为380 kg/m3，矿物混合料掺量为40%。
5.总结
（1） 本文通过正交试验设计了双掺混合料C30混凝土配合比，选取水胶比、胶凝材料总量、矿物掺量三个影响因素，运用极差分析研究试验结果，分析了7d、28d的混凝土抗压强度。
（2） 通过正交试验分析方法结果得到，水胶比对混凝土7d、28d的抗压强度的影响都比较大，其中对28d的混凝土抗压强度影响大。随着水胶比的增大，各个龄期阶段的混凝土抗压强度呈直线下降。
（3） 矿物掺量对龄期为7d的混凝土抗压强度影响最大，随着混凝土龄期的增加，矿物掺量对混凝土抗压强度的影响略有下降。
（4） 在三个影响因素中，胶凝材料总量对混凝土抗压强度的影响都小于水胶比和矿物掺量对混凝土抗压强度的影响。
综上所述，依照发展规律，得到的混凝土最佳配合比为：水胶比为0.37，胶凝材料总量为380kg/m3，矿物混合料掺量为40%。
参考文献：
[1]李贞，夏继宗，贾文亮.磨细钢渣、粉煤灰对混凝土强度和抗氯离子渗透性能的影响研究[J].混凝土与水泥制品. 2010（05）
关键词：C30；双掺混合料；混凝土；配合比设计
1.前言
本文所研究的C30混凝土在高速公路项目中的泵送灌注桩、承台、墩台等结构上采用。相对于普通混凝土，本文研究的混凝土同时掺加粉煤灰和矿渣粉，其内部结构所发生的化学反应更复杂，双掺混合料对混凝土的影响不同于单掺的普通混凝土。本文结合各影响因素，对双掺C30混凝土配合比选定进行相关试验研究。
2.混凝土用原材料
2.1水泥
对于双掺混合料的混凝土而言，水泥品种宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。本试验选用普通硅酸盐水泥（P·O42.5），水泥各检测结果见表1。
表1 水泥的物理力学性能指标
检验项目 比表面积（m2/Kg） 凝结时间（min） 安定性 3d强度（Mpa） 28d强度（Mpa）
初凝时间 终凝时间 抗压强度 抗折强度 抗压强度 抗折强度
检测结果 320 175 220 合格 33.1 6.9 53.3 8.3
2.2粉煤灰
本试验选用II级粉煤灰，细度为6.2%，烧失量为3.32%，需水量比为93%。
2.3矿渣粉
本试验选用S95级矿渣粉，比表面积为402m2/Kg，需水量比为98%，7d抗压强度为88%，28d抗压强度为105%。
2.4细骨料
本试验所用细骨料选用细度模数为2.7的中砂，其性能见表2。
表2 细骨料的品质检测结果
检测项目 细度模数 含泥量（%） 云母含量（%） 轻物质含量（%） 吸水率（%） 坚固性（%） 硫化物及硫酸盐含量（%） 碱活性（%） 氯离子含量（%）
检测结果 2.7 2.0 0.05 0.1 0.4 5.0 0.10 0.05 0.004
2.5粗骨料
本试验所用粗骨料性能指标见表3。
表3 粗骨料的品质检测结果
检测项目 颗粒级配 含泥量（%） 泥块含量（%） 针片状颗粒含量（%） 压碎指标（%） 坚固性（%） 硫化物及硫酸盐含量（%） 碱活性（%） 氯离子含量（%）
检测结果 三级级配合成，符合5-31.5mm
连续级配碎石 0.5 0.1 2.9 8.0 0.44 0.01 0.05 0.002
2.6外加剂
本试验使用AT-2000型高效减水剂，其各指标检测结果如表3所示。
表3 外加剂的品质检测结果
序号 检验项目 检测结果
1 水泥净浆流动度（mm） 245
2 硫酸钠含量（%） 0.04
3 氯离子含量（%） 0.04
4 碱含量（%） 1.3
5 减水率（%） 36.6
6 含气量（%） 5.4
7 坍落度60min保留值（mm） 200
8 常压泌水率比（%） 18
9 对钢筋锈蚀作用 无锈蚀
10 收缩率比（%） 120
11 相对耐久性指标（200次） 90
12 抗压强度比（%） 3d 138
7d 134
28d 130
2.7拌合用水
本试验拌合用水使用饮用水。
3.混凝土配合比设计
本试验设计双掺粉煤灰、矿渣粉的C30混凝土，矿物混合料掺量对混凝土的抗压强度有较大的影响。因此，本试验将矿物掺量、水胶比、胶凝材料总量作为正交试验所考虑的影响因素。根据三个影响因素的不同掺入程度，确定三水平三因素的正交试验。设计配合比时；矿物混合料中粉煤灰和矿渣粉的比例为2：1，砂率采用40%，砂石材料不变，碎石5～10mm：10～20mm：20～31.5mm=1：3：1。
表4 初步理论配合比
水胶比 砂率（%） 水泥用量（Kg/m3） 矿物掺和料（Kg/m3） 细集料（Kg/m3） 粗集料（Kg/m3） 水
（Kg/m3） 外加剂
（Kg/m3）
0.39 40 252 108 760 1140 140 5.40
表5 正交试验因素和水平表
影响因素 水胶比 胶凝材料总量 矿物混合料掺量
水平1 0.37 360 30%
水平2 0.38 380 40%
水平3 0.39 400 50%
4.试验结果分析
根据规范要求制作混凝土试件，在标准养护室内分别养护7d、28d取出，测试不同龄期试件的抗压强度。这里篇幅有限就简略列出：从7d强度结果来看，最佳配比为：水胶比0.37，胶凝材料总量为380 kg/m3，矿物混合料掺量为30%。从28d强度结果来看，最佳配比为：水胶比0.37，胶凝材料总量为380 kg/m3，矿物混合料掺量为40%。
5.总结
（1） 本文通过正交试验设计了双掺混合料C30混凝土配合比，选取水胶比、胶凝材料总量、矿物掺量三个影响因素，运用极差分析研究试验结果，分析了7d、28d的混凝土抗压强度。
（2） 通过正交试验分析方法结果得到，水胶比对混凝土7d、28d的抗压强度的影响都比较大，其中对28d的混凝土抗压强度影响大。随着水胶比的增大，各个龄期阶段的混凝土抗压强度呈直线下降。
（3） 矿物掺量对龄期为7d的混凝土抗压强度影响最大，随着混凝土龄期的增加，矿物掺量对混凝土抗压强度的影响略有下降。
（4） 在三个影响因素中，胶凝材料总量对混凝土抗压强度的影响都小于水胶比和矿物掺量对混凝土抗压强度的影响。
综上所述，依照发展规律，得到的混凝土最佳配合比为：水胶比为0.37，胶凝材料总量为380kg/m3，矿物混合料掺量为40%。
参考文献：
[1]李贞，夏继宗，贾文亮.磨细钢渣、粉煤灰对混凝土强度和抗氯离子渗透性能的影响研究[J].混凝土与水泥制品. 2010（05）