基于正交试验的掺铁尾矿粉和再生细骨料UHPC配合比设计.docx

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1、基于正交试验的掺铁尾矿粉和再生细骨料UHPC配合比设计摘要：采用正交试验，通过变化水灰比（W/C）、硅灰与水泥的比（SF/C）、铁尾矿粉与水泥的比（ITP/C）、再生细骨料与水泥的比（RFA/C）以及钢纤维掺量，研究各因素对掺铁尾矿粉和再生细骨料UHPC（ItP-RFA-UHPC）基本力学性能（流动度、抗压强度、抗折强度和折压比）的影响，并确定最优配合比：W/C取0.22,SF/C取0.35,ITP/C取0.30,RFAzC取1.0,钢纤维掺量取2%。该配合比制备的UHPC流动度为198mm,蒸压养护制度下，28d的抗压强度为154.41MPa,抗折强度为33.66MPa,折压比为0.218,

2、可满足工程对UHPC力学性能的要求。关键字：超高性能混凝土；铁尾矿粉；再生细骨料；正交试验1前言超高性能混凝土（U1traHighPerformanceConcrete,简称UHPC）是一种高强度、高韧性、低孔隙率的超高强水泥基材料”2。虽然问世的时间不长，但因为相比于普通混凝土，其拥有更好的力学性能和耐久性，已经在工程建设领域得到应用。尽管超高性能混凝土具备非常多的优点，但缺点也比较显著，尤其是它的生产成本，制备超高性能混凝土的原材料昂贵，生产成本明显高于普通混凝土，超高性能混凝土价格昂贵，这也导致它难以取代普通混凝土。高昂的成本限制了超高性能混凝土的推广，为了解决制备超高性能混凝土的成本问

3、题，有人提出采用辅助性胶凝材料取代水泥和硅灰田叫用天然河砂或矿石残渣取代石英砂和石英粉网，也可制备出抗压强度满足要求的超高性能混凝土网。曹宏123等人指出白云石砂、白云石粉价格低廉，用这两种材料分别替代UHPe中的石英砂、石英粉后，制备而成的UHPC不仅强度高，且价格更低廉，用这两种材料制备而成的UHPC,其抗压强度最高可达150MPa,而抗折强度也可以达到30MPaoUHPC不同于普通混凝土，其组成成分的多样性导致其配合比设计也有很大区别，通常需要变化水胶比、硅灰掺量、矿物掺合料掺量、砂胶比等因素，获得UHPC的各方面性能，进行比较，获得最优的配合比。刘斯凤如等人指出，采用复合超细混合材料取

4、代UHPC中的部分水泥和硅灰，天然黄砂取代UHPC中的磨细石英粉，当养护制度为蒸压养护时，制备而成的UHPC抗折强度达到50MPa、抗压强度达到200MPaRFA/C和钢纤维掺量分别用变量必、内、%、N和火表示，减水剂为水泥用量的2.5%,水泥、硅灰、铁尾矿粉、再生细骨料、水、减水剂、钢纤维的体积掺量分别表示为王、当、七、/、&、工7,据厂家提供钢纤维的密度为。为7800kg?,得到式（1）石=,(2)强文(3)X(4)1N%(5)jP(6)x1+x2+x3+x4+x5+x6+x1=2500(1)联立式（1）到（6）解方程得出各材料用量的关系式（7）（13）：干25(X)-78(X)y5(7)

5、1.025+m+%+%+%=J2(8)刍=MX(9)Z=)3(10)=M(11)x6=0.()25X1(12)V.X7=7800%(13)将表5中各因素水平数据代入以上方程组，解得各材料用量，见表6。表6试验配合比各材料用量（单位:kgm3）组别水泥硅灰铁尾矿粉再生细骨料水减水剂钢纤维掺量19902482487921982502857257257857171217837502632639001501915646612652659261321723457561892279081661923467332201831027161181567866303347693191227888343342928351842109741185260103917818781078923631694818920011790276198791190202341284733925467820321156137981993197992082015614828248290663215212341574926222510491951801677230919392720119783试验结果与分析3.1