秦立軍李贊成師慶念

（1空軍勤務(wù)學(xué)院機(jī)場工程與保障系 江蘇 徐州 221000 2中國人民解放軍95806部隊(duì) 北京 100076）

固化劑摻入快硬水泥配合比設(shè)計(jì)

秦立軍1李贊成1師慶念2

（1空軍勤務(wù)學(xué)院機(jī)場工程與保障系 江蘇 徐州 221000 2中國人民解放軍95806部隊(duì) 北京 100076）

本文采用正交試驗(yàn)原理，以4h齡期的抗折強(qiáng)度為指標(biāo)，從水灰比、砂率、固化劑摻量和減水劑用量4個(gè)因素和每個(gè)因素取3水平考慮，對固化劑摻入快硬水泥制備的混凝土進(jìn)行了正交試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，水灰比和固化劑摻量是影響快硬水泥混凝土早期抗折強(qiáng)度的主要因素；固化劑摻入快硬水泥制備的混凝土最佳配合比為快硬水泥400kg/m3,石子1303 kg/m3,砂子595 kg/m3，水128 kg/m3，固化劑摻量20 kg/m3，減水劑用量6 kg/m3。

快硬水泥；固化劑；配合比；正交試驗(yàn)

1 原材料組成

1.1.快硬水泥

試驗(yàn)所用水泥熟料為河南省鄭州登峰熔料有限公司的鴨牌DFRC搶修寶鋁酸鹽快硬水泥。該快硬水泥的化學(xué)成份見表-1所示，基本物理性質(zhì)見表-2所示。

表-1 水泥熟料的化學(xué)成份

表-2 水泥的物理性能

1.2.粗細(xì)集料

所用粗骨料為徐州本地產(chǎn)級配碎石，物理性質(zhì)見表-3。

表-3碎石物理性能指標(biāo)

細(xì)骨料為徐州本地產(chǎn)優(yōu)質(zhì)建筑中砂，物理性質(zhì)見表-4。

表-4砂物理性能指標(biāo)

1.3.固化劑

固化劑選取山東漢為環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn)的SV-01型離子類固化劑，該固化劑可以促進(jìn)水泥的水合反應(yīng)的速度和強(qiáng)度，使混凝土更加密實(shí)，從而具有較強(qiáng)的承載能力和防水抗凍融能力。固化劑物理性質(zhì)見表-5。

表-5固化劑的基本物理性質(zhì)

1.4.混凝土減水劑

混凝土減水劑采用上海麗瑞化工有限公司產(chǎn)的萘系黃色粉末狀高效減水劑，摻量為水泥質(zhì)量的0.5%-1.5%，減水率為18~25%。

1.5.水

試驗(yàn)拌合用水為徐州市自來水廠所供自來水。

2初步配合比設(shè)計(jì)

水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)的目的，是將各項(xiàng)原材料合理配制，使混凝土能夠滿足強(qiáng)度、耐久性、和易性等技術(shù)要求，同時(shí)能夠節(jié)約水泥，降低成本，達(dá)到質(zhì)量好且經(jīng)濟(jì)的效果[1]?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)參照J(rèn)GJ55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》，一般步驟如下：

（2）確定水灰比：

（3）確定水泥和水的用量：

由于混凝土中加入減水劑，減水率取20%，則實(shí)際用水量為：

（3）確定砂用量和石子用量：

（5）確定減水劑用量和固化劑摻量：

減水劑用量為水泥質(zhì)量的1%，即為4 kg/m3。根據(jù)廠家建議，SV-01型離子類固化劑摻量取水泥質(zhì)量的5%，則用量為20 kg/m3。因此，快硬水泥混凝土的基礎(chǔ)配合比為快硬水泥400kg/m3,石子1288 kg/m3,砂子588 kg/m3，固化劑摻量20 kg/m3，減水劑用量6 kg/m3，水135 kg/m3。

3 確定最佳配合比

計(jì)算出快硬水泥混凝土基礎(chǔ)配合比后還需要對其進(jìn)行校核，以確定使混凝土性能達(dá)到最好的最佳配合比和固化劑的最佳摻量。由于快硬水泥主要運(yùn)用于搶修和急建工程，必須滿足對早期強(qiáng)度的要求，因此本文運(yùn)用正交試驗(yàn)方法[2]，以快硬水泥混凝土4h齡期的抗折強(qiáng)度作為試驗(yàn)指標(biāo)，對固化劑摻入快硬水泥混凝土性能進(jìn)行試驗(yàn)探究，分析配合比各成份因子對混凝土強(qiáng)度性能的影響，并按影響的程度排出各成份因子的主次順序，確定出最佳配合比和固化劑最佳摻量。

3.1.正交試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

表-6因素水平表

表2 -7正交試驗(yàn)方案

E2 A1B2C2D2 0.40 32 5 4 E3 A1B3C3D3 0.40 34 6 6 E4 A2B1C2D3 0.42 30 5 6 E5 A2B2C3D10.42 32 6 2 E6 A2B3C1D20.42 34 4 4 E7 A3B1C3D20.44 30 6 4 E8 A3B2C1D30.44 32 4 6 E9 A3B3C2D10.44 34 5 2

3.2.試驗(yàn)方法

新型搶修材料混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)按照GB/T50081-2002《混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行，采用萬能試驗(yàn)機(jī)對混凝土4h齡期的抗折強(qiáng)度進(jìn)行測定?；炷量拐蹚?qiáng)度試件尺寸為100mm×100mm×400mm，按照正交試驗(yàn)方案的要求制作9組試件，每組3塊作為平行試驗(yàn)，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)到測試齡期，每組測定結(jié)果取3塊試件的平均值。

3.3.試驗(yàn)結(jié)果與分析

各成份因素對4h齡期的快硬水泥混凝土抗折強(qiáng)度影響的試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)處理結(jié)果見表2-8、表2-9。

表2 -8正交試驗(yàn)結(jié)果

表2 -9 各成份因素對混凝土抗折強(qiáng)度影響

由試驗(yàn)分析結(jié)果可知，各成份因素對快硬水泥混凝土抗折強(qiáng)度影響的重要性依次為：A>C>B>D，即水灰比對混凝土抗折強(qiáng)度影響最大，其次為固化劑摻量，可見固化劑摻入對新型材料混凝土強(qiáng)度能夠起到較為明顯的作用，再次是砂率，最后為減水劑用量。水灰比和固化劑摻量是影響快硬水泥混凝土早期抗折強(qiáng)度的主要因素，其中水灰比增大對混凝土抗折強(qiáng)度有不利影響，水灰比處于3水平時(shí)抗折強(qiáng)度下降較明顯；固化劑摻量并不是越大越好，而是有個(gè)最佳值，對于本試驗(yàn)而言，固化劑處于2水平時(shí)效果最好；砂率和減水劑用量對混凝土抗折強(qiáng)度也有不同程度影響。根據(jù)快硬水泥混凝土正交試驗(yàn)抗折強(qiáng)度數(shù)據(jù)，可以得出其最佳組合為A1B2C2D3，即固化劑摻入快硬水泥制備的混凝土最佳配合比則為快硬水泥400kg/m3,石子1303 kg/m3,砂子595 kg/m3，水128 kg/m3，固化劑摻量20 kg/m3，減水劑用量6 kg/m3。

4 結(jié)語

（1）水灰比對混凝土抗折強(qiáng)度影響最大，其次為固化劑摻量，可見固化劑摻入對新型材料混凝土強(qiáng)度能夠起到較為明顯的作用，固化劑摻量并不是越大越好，而是有個(gè)最佳值。

（2）固化劑摻入快硬水泥制備的混凝土其最佳組合為A1B2C2D3，即最佳配合比為快硬水泥400kg/m3,石子1303 kg/m3,砂子595 kg/m3，水128 kg/m3，固化劑摻量20 kg/m3，減水劑用量6 kg/m3。

[1]謝卓然，解松芳，阿里坦巴根那. 混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)的進(jìn)展[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，28（4）：234-237.

[2]王樹源，李晏，張毅科. 混凝土正交試驗(yàn)結(jié)果極差分析與方差分析方法對比[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2016，14（12）：44-48.

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