【word格式论文原稿】饰面清水混凝土配合比设计及正交试验研究

饰面清水混凝土配合比设计及正交试验研究王海涛奥来国信（北京）工程材料检测公司，北京（102209）EMAILENLIN928SOHUCOM摘要清水混凝土具有高工作性，耐久性、高外观饰面要求等诸多优越性能的混凝土。为配制这种混凝土提出优选原材料和利用正交设计原理优化混凝土配合比设计等措施，提高了混凝土的施工性能和饰面效果等，并有显著的经济效益。关键词清水混凝土；正交设计；样板构件；泌水1清水混凝土配合比设计目标清水混凝土有很高的表面色泽和光洁度的质量要求，要求浇筑饰面清水混凝土要保持自然色，表面色泽均匀，颜色一致，在配合比设计时优选出满足强度等级要求，施工性能良好的混凝土是确保混凝土的施工质量控制的关键措施。试验以砂率、水泥用量、粉煤灰用量、外加剂掺量等4个因素进行C30混凝土合理正交设计，以新拌混凝土工作性、硬化混凝土强度为考核指标，同时辅以观察样板构件的外观、色泽质量以达到优化清水混凝土配合比设计的目的。2原材料的选用21对水泥的要求水泥的选用为整个混凝土工程生产施工的基础，选用的水泥应具有活性好，标准稠度用水量小，水泥与外加剂间的适应性良好，并且原材料色泽均匀一致的特性，水泥含碱量小以防止混凝土硬化收缩而引起的开裂，拟选用河北唐山冀东水泥厂生产的PO425R普通硅酸盐低碱水泥，要求采用同一批熟料，其主要技术参数见表1。表1水泥主要技术指标TAB1CEMENTMAJORTECHNICALINDICATORS项目标准稠度比表面积M2/KG安定性结果27447合格项目凝结时间MIN抗折强度MPA抗压强度MPA3D28D3D28D结果初凝250终凝335488623552822对骨料的要求粗骨料选用的原则是强度高,连续级配好,低碱活性,并且同一颜色的碎石、产地、规格必须一致，而且含泥量小于15，骨料不得带杂物。细骨料选用中粗砂，细度模数在23以上，颜色一致，其含泥量要控制在15以内，泥块含量要小于1。2石子选用河北三河机碎石，最大粒径为25MM，砂选用北京密云中砂，细度模数为27。砂主要性能和筛分结果见表2。表2砂的主要技术指标TAB2SANDTHEMAINTECHNICALINDICATORS项目细度模数泥块含量含泥量级配区结果26082131区石的主要性能和筛分结果见表3。表3石的主要技术指标TAB3THEMAINTECHNICALINDICATORSSTONE项目压碎指标针片状含量泥块含量含泥量级配结果33570102025MM连续23对外加剂的要求选用的外加剂必须减水效果明显，有非引气、低碱、有效控制混凝土泌水及增强性能，同时具有减少混凝土收缩等特点，经过比较选用北京慕湖外加剂有限公司生产的SM型三聚氰胺系减水剂。经净浆流动度试验确定其最佳掺量为21。外加剂性能见表4。表4外加剂的主要技术指标TAB4ADMIXTUREOFTHEMAJORTECHNICALINDICATORS项目减水率含气量抗压强度比3D结果241819524超细掺合料掺和料应能增强混凝土的和易性，节约水泥用量，改善混凝土的流动性，减少水泥石中的毛细孔数量和分布状态，提高混凝土的密实度，且有助于对碱集料活性的抑制，有利于提高混凝土的耐久性。粉煤灰选用天津军电合利级粉煤灰,其主要性能符合国家标准粉煤灰混凝土应用技术规程，其主要技术指标见表5。表5粉煤灰的主要指标TAB5THEMAINTECHNICALINDICATORSOFFLYASH项目0045MM筛余需水量比烧失量结果9903825水自来水3配合比优化设计混凝土配合比设计应在满足对混凝土强度和抗渗等级控制碱集料反应的前提下必须具有良好的施工性能和满足清水混凝土的特殊要求。考虑到清水混凝土中掺加粉煤灰掺量过多会在振实混凝土过程中粉煤灰与水泥分离、使分布不均匀，影响混凝土的镜面效果，故需经过试验确定其最佳掺量；由于掺加外加剂容易产生气泡，在不大量增加混凝土气泡的情况下改善混凝土的和易性，满足混凝土产生镜面效果的条件来确定外加剂的最佳掺量。31正交试验本试验以砂率、水泥用量、粉煤灰用量、外加剂用量4个因素进行试验研究，以新拌和易性、坍落度、硬化混凝土强度为考核指标，辅以观察样板构件的外观、色泽质量优化清水混凝土配合比。正交设计的因素与水平表见表6；正交试验方案L943见表7；正交试验结果见表7；部分试验极差计算结果见表8。表6因素与水平表TAB6THETABLEOFELEMENTSANDLEVEL因素ABCD水平砂率水泥用量粉煤灰用量外加剂用量141306587024232277773433389685表7正交试验方案L932TAB7THESCHEMESOFORTHOGONALTESTDESIGN序号水胶比砂率（）水泥（KG/M3）砂（KG/M3）石（KG/M3）粉煤灰（KG/M3）外加剂（KG/M3）水（KG/M3）104241130617471074963702170204742230617801078581773170304443330617911048772851170404341132227471075772853170504142232227581047963701170604543332227921050581772170703941133837331056961701170804342233837671059582772170904143333837771030773853170表8正交试验结果表TAB8THERESULTSOFORTHOGONALTEST新拌混凝土性能硬化混凝土性能坍落度MM序号0MIN90MIN90MIN坍落度损失MM泌水率28D强度MPA11801621820401218616818253813188165232339418616818223965192170221842561871652219411719917524214398192170221842391981772117426表9部分试验极差计算结果TAB9THERESULTSOFSOMEDIFFERENTIALANALYSIS考核指标90MIN坍落度损失MM泌水率28D抗压强度（MPA）因素ABCDABCDABCDK160596469636865621234121812331245K262626362615963571232122512241232K366676157595655641232125512411221W683120412100702371724备注表中K1、K2、K3、K4为各个因素用量所得结果的总和,W为K1、K2、K3三者的极差。32试验结果讨论分析表9可知各因素对新拌混凝土工作性和硬化混凝土强度的影响顺序和最优配合比A影响90MIN坍落度损失顺序为外加剂、水泥、砂率、粉煤灰（DBAC），最优配合比A3B3C1D1；B影响泌水率顺序为水泥、粉煤灰、外加剂、砂率（BCDA），最优配合比A1B1C1D3；C影响28D抗压强度顺序为水泥、外加剂、粉煤灰、砂率（BDCA），最优配合比A1B3C3D1；由上述90MIN内坍落度损失、泌水率、28D抗压强度的最优配合比和试验记录，经综合分析评价可得到最优配比为A1B3C1D1，即砂率为41，水泥用量为338，粉煤灰用量为58，外加剂为70，见表10，该配合比经多次复验，试验结果均很好，同时，浇筑成型的样板构件完全能达到清水混凝土的外观饰面要求距清水混凝土4米处看不到明显色差；清水混凝土表面上一平方米面积上的气泡面积总和不大于3X104M2，最大气泡直径不大于3MM，深度不大于3MM1。表10C30清水混凝土配合比TAB10ARCHITECTURALCONCRETEMIXOFC30材料名称水泥砂石粉煤灰级外加剂水用量（KG/M3）338733105658701704结语为配制外观饰面良好的清水墙且满足强度及耐久性要求，优选原材料是前提条件，在此基础上利用正交试验方法优选配合比，调整好各材料的用量，混凝土的施工性能、强度、外观饰面效果明显改善。优选配合比浇筑的清水墙面，具有良好的混凝土耐久性、环保性、经济性。参考文献1顾勇新清水混凝土工程施工技术及工艺M中国建筑工业出版社20060823272吴月华等建筑施工清水混凝土技术规程S北京市建设委员会2007193栾军现代试验设计优化方法M上海上海交通大学出版社1994DESIGNOFARCHITECTURALCONCRETEMIXRATIOANDRESEARCHFORORTHOGONALTESTWANGHAITAOAOLAIGUOXINBEIJINGTHEDETECTIONOFENGINEERMATERILASCO,LTD,BEIJING102209ABSTRACTARCHITECTURALCONCRETEHASMUCHSUPERIORPERFORMANCESUCHASHIGHWORK、DURABILITY、BEAUTIFULOUTSIDELOOKETCSUCHPREPARATIONFORTHEOPTIMIZATIONOFRAWMATERIALSSUCHASCONCRETEMADESPECIFICMEASURES,ENHANCETHEEFFECTIVENE