C50泵送混凝土配合比优化试验研究.docx
引言近年来我国建筑行业发展迅速，混凝土用量急剧增加，导致天然砂资源面临严重短缺。云贵川地区因地理因素，天然砂资源匮乏，采用机制砂作为泵送混凝土原材料是大势所趋"2但机制砂表面粗糙，有尖锐棱角R,其中干粉制砂细粉含量高，用于C50泵送混凝土中，若配合比设计不合理，会导致混凝土需水量大、和易性差，进而影响C50泵送混凝土的可泵性和强度E。正交试验法因具有试验次数少、代表性和规律性强等优点而被广泛应用于混凝土的研究中。本文以贵州某地机制砂为细骨料，采用正交试验研究胶凝材料用量、水胶比、砂率等因素对C50泵送混凝土和易性和强度的影响。经过配合比优化，配制出泵送性能良好、强度符合要求的C50泵送混凝土，具有较高的应用价值。1、试验部分1.1原材料水泥：P-O42.5水泥，其物理性能指标见表1。表1水泥物理性能指标标准稠度比表面积凝结时间min抗折强度/MPa抗压强度/MPa/%/(m2kg)初凝终凝7d28d7d28d27.2333.32142748.18.842.755.1砂：机制砂，细度模数2.5,MB值0.5,堆积密度1713kg3°石：碎石，压碎值7.0%,针片状含量2.1%,有512mm连续级配小石和1225mm连续级配中石两种。外加剂：聚按酸高性能减水剂，减水率20%以上。粉煤灰：六枝华润电厂生产，其化学成分和性能指标见表2、表3。表2粉煤灰化学成分wt%1OSSSiO2A2O3Fe2。3CaOMgOSO34.3348.1123.5812.912.501.221.09表3粉煤灰性能指标需水量比活性指数45m筛余/%/%7d28d9571.377.412.911.2正交试验设计在原C50泵送混凝土配合比基础上，采用胶凝材料用量、粉煤灰掺量、水胶比、砂率、中石：小石这五个因素进行配合比正交优化试验，外加剂掺量为2.0%,因素和水平设计见表4。表4C50泵送混凝土正交试验因素和水平因:水平*胶茶材料用量（A）（kgm'）水胶比（B）粉煤灰用（C）%砂率2%中石：小石（E）空白列（F）14500.3044086:14-24600.3164283:1734700.3284480:20-44800.33104677:23-54900.34124874:26-1.3性能测试方法坍落度及扩展度：参照GB/T50080-2016普通混凝土拌合物性能试验方法标准进行测试。倒坍时间：先将坍落度筒倒置，将新拌混凝土分3层装入坍落度筒中，每层插捣10次，然后迅速提起坍落度筒，同时用秒表计时，当坍落度筒中混凝土全部流出时的时间即为混凝土倒坍时间to混凝土抗压强度：参照GB/T50081-2019普通混凝土物理力学性能试验方法标准进行测试。2、结果与分析2.1 正交试验根据市场对C50混凝土的泵送及强度要求，本试验选用混凝土坍落度、扩展度及抗压强度作为衡量C50混凝土性能的重要指标,C50混凝土正交试验设计及性能测试结果见表5。通过极差及方差分析，判断各因素对试验指标的影响及显著性。表5正交试验设计及检测结果列勺试射号、卜因素指标ABCDE空白F坍落度（a）mm扩展度（6）mm7d抗压强度（y）MPa2&1抗压强度（77MPa11111118020064.975.92122222244559.775.1313333320542057.871.4414444425058057.170.5515555524054054.566.0621234520537059.966.872234514520062.366.882345126520058.571.79245123240557.668.41025123424063050.762.2113135244020057.970.21232413519038057.667.51333524123049055.265.01434135224564057.366.61535241323550561.367.21641425321040563.374.21742531421043556.966.21843142522550061.569.31944253123044060.371.32045314224556058.065.52151543221048060.572.72252154312525062.574.32353215423554061.372.02454321521548058.570.42555432124059057.071.32.1.1 拌合物性能坍落度与扩展度试验结果的极差分析见表6,方差分析见表7、表8。其中1=-150,£尸£-300,便于数据分析。由表6可知：（1）对于坍落度，因素A、B、C、DsE的极差分别为73mm、91mm、71mm、81mm和54mm。上述五个因素对混凝土坍落度的影响程度依次为B>D>A>C>E,其主次关系如图1（a）所示。混凝土坍落度较大时，可泵性较好，其最佳组合为A4B5C2D3E3。（2）对于扩展度，因素A、B、C、D、E的极差分别为107mm、234mm、98mm、165mm和106mm。上述五个因素对混凝土扩展度的影响程度依次为B>D>A>E>C,其主次关系如图1（b）所示。混凝土扩展度较大,流动性能较好，其最佳组合为A1B5C5D3E3.表6坍落度及扩展度极差分析性能结果、'、阴落度（ajmm扩展度（6,）mmABCDE空白FABCDE空白Fk,45-133401115137311441176484k?14716931436142160190128165k33842O7165451431307219117097K747841436145168209131153150177k5559068-10456516826517026165154R7391718154501072349816510693(a)坍落度(b)扩展度图1拌合物性能正交试验主次影响因素曲线由表7可知，各因素对混凝土坍落度影响的显著性依次为B>D>C>A>E°由于居8(0.05)<<(0.01),故水胶比对坍落度的影响显著；居8(0.2O)V斤、<,8(0.10),说明砂率和粉煤灰用量对混凝土坍落度有一定的影响；田、<0.20),说明胶凝材料用量及中石：小石比例对混凝土坍落度影响不大。表7坍落度方差分析来源变动平方和S自由度V方差VFb显著性临界值A1448643621.51.78无影响B3445648614.04.24影响显著6O.O1)=7.01C1680644201.52.07有一定影响(0.05)3.84D2138645346.52.63有一定影响6(0.10)-2.81E98964(合并)2034.0-F4(0.20)=1.90误差63764(合并)-一注：由于因素E与误差变动平方和较接近,采用合并处理,由表8可知，各因素对混凝土扩展度影响的显著性依次为B>D>A>E>C°由于凡8(0.05)<<(0.01),故水胶比对扩展度的影响显著；,8(0.10)<<(0.05),说明砂率对混凝土扩展度有影响；笈、R、瓦V居8(0.20),说明胶凝材料用量、粉燥灰用量、中石与小石比例对混凝土扩展度影响不大。表8扩展度方差分析来源变动平方和S自由度U方差VF.显著性帙界值A3860649651.51.19无影响B209326452331.56.45影响显著(0.01)=7.01C295764(合并)-G(0.05)=3.84D93446423361.52.8有影响E(I(0.10)=2.81E3719649299.01.15无影响Ft(0.20)=1.90误差353464(合并)8115.3-注：由于C因素与误差变动平方和较接近，采用合并处理,2.12抗压强度C50混凝土7d和28d抗压强度极差分析见表9,方差分析见表10、表11。其中r>=X-50,T71=7-65,便于数据分析。由表9可知：(1)对于混凝土7d抗压强度，因素A、B、C、D、因F的极差分别为2.20MPa、5.OOMPa,3.56MPa、3.素MPa、2.64MPa和3.72MPa<>上述五个因素(除空白列)对混凝土7d抗压强度的影响程度依次为B>C>D>E>A,其主次关系如图2(a)所示。由于混凝土7d抗压强度越高越好,故最佳组合为A1B1C2DiE10(2)对于混凝土28d抗压强度，因素A、B、C、D、E、F的极差分别为4.96MPa、5.52MPa、3.38MPa.2.24MPa、2.44MPa和3.IOMPa.上述五个因素(除空白列)对混凝土28d抗压强度的影响程度依次为B>A>C>E>D,其主次关系如图2(b)所示。由于混凝土28d抗压强度越高越好，故最佳组合为A5BCD5E2。Bd工/旭sif4050505050655443322BdwwRS½14表9抗压强度极差分析性能结果、7d抗压强度(y,“MPa2&1抗压强度(*)小肝A
