镜面混凝土配合比研究及分析.docx
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镜面混凝土配合比研究及分析
镜面混凝土配合比试验及分析报告
1.概述
自从1824波特兰水泥问世,1850年出现钢筋混凝土以来,混凝土的发展已有150多年的历史。
混凝土作为重要的结构材料，长期以来，强度作为配合比设计以及生产和应用的首要性能指标，甚至是唯一标准。
近十年来才提出高性能（HPC）化,作为主要的结构材料,混凝土耐久性的重要不亚于强度和其它性能。
近几年又提出了绿色高性能混凝土（GHPC）。
其目的是节约更多的资源、能源,将对环境的破坏减到最少。
我国现在正在轰轰烈烈地搞经济建设，有着大批的基础设施工程项目，对于暴露在严酷环境中的建筑物，作为施工单位必须采用严格的施工工艺与优质原材料，配制成便于浇捣、不离析、力学性能稳定、早期强度高,并具有韧性和体积稳定性能的混凝土。
目前在国内的一大批火电工程项目施工中,为提高施工质量和施工速度,普遍采用大模板技术,对暴露在严酷环境中的建筑物采用大模板镜面混凝土施工工艺,目的是提高建筑物的耐久性和美观性。
在全国火电施工企业的同行中,我们公司起步较晚,为适应市场竞争的需要,我司拟在曲靖电厂二期及宣威电厂六期工程中采用这一施工技术。
我们中心试验室正是针对这一现状,根据曲靖电厂二期及宣威电厂六期工程所在地原材料的实际情况,对镜面混凝土的配合比进行试验工作。
找出适合工程施工工艺要求且经济、耐久性好的砼施工配合比。
对大模板镜面混凝土的效果作出验证,取得指导施工的资料,确保这一施工工艺在工程中推行。
2.试验所用的原材料
2.1根据当地原材料的实际情况，针对施工现场长用的几种水泥、人工砂、碎石，通过试验分析，选择的水泥是：
2.1.1云维水泥厂、云维牌普通硅酸盐42.5水泥;
2.1.2云维水泥厂、云维牌矿渣硅酸盐32.5水泥;
2..1.3益宁水泥厂、益宁牌普通硅酸盐42.5水泥;
2..1.4虹桥水泥厂、岑峰牌普通硅酸盐32.5水泥;
2.2人工砂是:
2.2.1红光砂石厂,细度模数MX=2.8,表观密度P=2.70g/cm3,含泥量及石粉含量8.9%（主要是石粉含量）
2.2.2白水泉源采石厂中砂,细度模数MX=2.9,表观密度P=2.69g/cm3,含泥量11.4%（主要是石粉含量）
2.3碎石是:
2.3.1泉源石厂,碎石粒径31.5,表观密度P=2.71g/cm3,含泥量0.2%,平均压碎指标10%。
2.3.2小水冲石厂,碎石粒径31.5表观密度P=2.71g/cm3含泥量0.2%平均压碎指标9%。
2.3.3大塘村石厂，碎石粒径31.5表观密度P=2.70g/cm3含泥量0.2%平均压碎指标8.2%。
2.4混凝土外加剂:
2.4.1昆明嘉生外加剂厂普通缓凝减水剂TGM、高效缓凝减水剂FTS。
2.4.2昆明安夏外加剂厂普通缓凝减水剂FDN-08、高效缓凝减水剂FDN-03。
2.5粉煤灰:
2.5.1曲靖电厂1级灰,细度（0.045mm）筛筛余4.0、需水量比91.6、烧失量1.86、含水量0.16、三氧化硫0.28。
3.试验方法设计及试验结果
3.1早在1920年英国学者费歇（R.A.Fisher）首创了“试验设计法”,并首先应用在农业生产中。
二次世界大战期间,英国等国将试验设计法应用于兵工生产中,取得了丰硕成果,50年代日本田口玄一博士发展了英美的试验设计法,首创了用“正交表”来安排试验和分析结果,这就是“正交试验设计”正交试验设计法是一种多因素的选优法,它利用一种规格化的表—“正交表”科学的挑选试验条件,合理的分析试验结果。
这种方法的优点是:
能在很多的试验条件中选出代表性强的少数几次条件,通过这少数几次试验选取最佳工艺或最优设计方案。
“正交试验设计”现已作为ISO9000族标准统计技术的一个重要方法。
我室在2001年已经引入砼配合比设计中使用,它能够对混凝土的多因素作出分析,确定主要控制因素,抓住主要因素控制生产,就一定能确保混凝土生产质量。
同时它又能优选出满足生条件的最优方案组合。
在大模板镜面混凝土配制中我们引用这一技术,通过试配找出能满足施工工艺的各项条件,分析出影响混凝土的主次因素,在混凝土的实际生产中抓大放小,一定能生产出经济且各项指标均良好的混凝土。
根据工程中常用的几种泵送混凝土强度等级,我们选择C20、C25、C30、C35、C40五种强度等级的混凝土进行试验分析。
不同强度等级的混凝土水灰比按JGJ55-2000计算,在基准水灰比的基础上增加0.05作为另外一个水灰比,以影响混凝土强度、和易性、泵送性等的几个重要指标确定七个因素为：
水灰比、砂率、用水量、水泥品种、粉煤灰掺量、外加剂品种、外加剂掺量。
每个因素选二个水平,每个强度等级混凝土的因素水平表及配合比如下:
3.1.1C20混凝土因素水平表
因
素
水
平
A水灰比
B用水量
C水泥品种及厂家
D外加剂品种及厂家
E外加剂掺量
F粉煤灰取代水泥掺量
G砂率
1
0.65
185
云维水泥厂矿渣硅酸盐32.5
昆明市安夏外加剂厂普通减水剂FDN-08
0.25%
15%
41%
2
0.70
195
宣威虹桥水泥厂普通硅酸盐32.5
昆明市嘉生外加剂厂普通减水剂TGM
0.25%
20%
43%
3.1.2.C20配合比表
试验号
每m3混凝土材料用量
用水量（kg）
水泥品种（kg）
水泥用量（kg）
砂
（kg）
碎石（kg）
外加剂品种（kg）
外加剂用量（kg）
粉煤灰用量（kg）
1
185
矿渣32.5
242
945
1014
安夏FDN-08
0.71
64
2
185
矿渣32.5
228
987
964
安夏FDN-08
0.71
86
3
185
普通32.5
242
945
1014
嘉生TGM
0.71
64
4
195
矿渣32.5
255
977
955
安夏FDN-08
0.75
68
5
195
普通32.5
240
928
997
嘉生TGM
0.75
90
6
195
普通32.5
240
974
951
嘉生TGM
0.75
90
7
185
普通32.5
224
1002
979
嘉生TGM
0.66
60
8
185
普通32.5
211
998
976
安夏FDN-08
0.66
80
9
185
矿渣32.5
211
952
1022
嘉生TGM
0.66
80
10
195
普通32.5
237
943
1012
安夏FDN-08
0.66
63
11
195
矿渣32.5
223
940
1008
嘉生TGM
0.70
84
12
195
矿渣32.5
237
989
966
安夏FDN-08
0.70
63
3.1.3.C25混凝土因素水平表
因
素
水
平
A水灰比
B用水量
C水泥品种及厂家
D外加剂品种及厂家
E外加剂掺量
F粉煤灰取代水泥掺量
G砂率
1
0.52
185
云维水泥厂矿渣硅酸盐32.5
昆明市安夏外加剂厂普通减水剂FDN-08
0.25%
15%
41%
2
0.57
195
宣威虹桥水泥厂普通硅酸盐32.5
昆明市嘉生外加剂厂普通减水剂TGM
0.25%
20%
43%
3.1.4.C25配合比表
试验号
每m3混凝土材料用量
用水量（kg）
水泥品种（kg）
水泥用量（kg）
砂
（kg）
碎石（kg）
外加剂品种（kg）
外加剂用量（kg）
粉煤灰用量（kg）
1
185
矿渣32.5
303
915
982
安夏FDN-08
0.89
80
2
185
矿渣32.5
285
956
933
安夏FDN-08
0.89
106
3
185
普通32.5
303
915
982
嘉生TGM
0.89
80
4
195
矿渣32.5
319
944
923
安夏FDN-08
0.94
84
5
195
普通32.5
300
896
962
嘉生TGM
0.94
112
6
195
普通32.5
300
940
918
嘉生TGM
0.94
112
7
185
普通32.5
276
976
954
嘉生TGM
0.81
74
8
185
普通32.5
260
973
951
安夏FDN-08
0.81
96
9
185
矿渣32.5
260
928
996
嘉生TGM
0.81
96
10
195
普通32.5
291
918
985
安夏FDN-08
0.86
76
11
195
矿渣32.5
274
914
980
嘉生TGM
0.86
102
12
195
矿渣32.5
291
963
940
安夏FDN-08
76
3.1.5.C30混凝土因素水平表
因
素
水
平
A水灰比
B用水量
C水泥品种及厂家
D外加剂品种及厂家
E外加剂掺量
F粉煤灰取代水泥掺量
G砂率
1
0.50
185
云维水泥厂矿渣硅酸盐32.5
昆明市安夏外加剂厂普通减水剂FDN-03
0.5%
15%
41%
2
0.55
195
虹桥水泥厂普通硅酸盐32.5
昆明市嘉生外加剂普通减水剂FTS
20%
20%
43%
3.1.6.C30混凝土配合比表
试验号
每m3混凝土材料用量
用水量（kg）
水泥品种（kg）
水泥用量（kg）
砂
（kg）
碎石（kg）
外加剂品种（kg）
外加剂用量（kg）
粉煤灰用量（kg）
1
185
矿渣32.5
314
910
977
安夏FDN-03
1.85
84
2
185
矿渣32.5
301
946
927
安夏FDN-03
1.85
111
3
185
普通32.5
314
910
977
嘉生FTS
1.95
84
4
195
矿渣32.5
332
939
917
安夏FDN-03
1.95
87
5
195
普通32.5
312
890
956
嘉生FTS
1.95
117
6
195
普通32.5
312
933
913
嘉生FTS
1.95
117
7
185
普通32.5
286
973
951
嘉生FTS
1.68
75
8
185
普通32.5
269
969
947
安夏FDN-03
1.68
100
9
185
矿渣32.5
269
924
992
嘉生FTS
1.68
100
10
195
普通32.5
302
913
980
安夏FDN-03
1.78
80
11
195
矿渣32.5
284
909
976
嘉生FTS
1.78
106
12
195
矿渣32.5
302
958
935
安夏FDN-03
1.78
80
3.1.7.C35混凝土因素水平表
因
素
水
平
A水灰比
B用水量
C水泥品种及厂家
D外加剂品种及厂家
E外加剂掺量
F粉煤灰取代水泥掺量
G砂率
1
0.52
185
云维水泥厂普通硅酸盐42.5
昆明市安夏外加剂厂普通减水剂FDN-03
0.5%
15%
41%
2
0.57
195
沾益益宁水泥厂普通硅酸盐42.5
昆明市嘉生外加剂厂普通减水剂FTS
0.5%
20%
43%
3.1.8.C35混凝土配合比表
试验号
每m3混凝土材料用量
用水量（kg）
水泥品种（kg）
水泥用量（kg）
砂
（kg）
碎石（kg）
外加剂品种（kg）
外加剂用量（kg）
粉煤灰用量（kg）
1
185
云维42.5
303
922
990
安夏FDN-03
1.78
80
2
185
云维42.5
285
963
941
安夏FDN-03
1.78
106
3
185
益宁42.5
303
922
990
嘉生FTS
1.78
80
4
195
云维42.5
319
952
930
安夏FDN-03
1.88
84
5
195
益宁42.5
300
903
970
嘉生TGM
1.88
112
6
195
益宁42.5
300
948
925
嘉生FTS
1.88
112
7
185
益宁42.5
276
984
961
嘉生FTS
1.62
74
8
185
益宁42.5
260
980
957
安夏FDN-03
1.62
98
9
185
云维42.5
260
934
1003
嘉生FTS
1.62
98
10
195
益宁42.5
291
925
993
安夏FDN-03
1.71
76
11
195
云维42.5
274
921
988
嘉生FTS
1.71
102
12
195
云维42.5
291
970
948
安夏FDN-03
1.71
76
3.1.9.C40因素水平表
因
素
水
平
A水灰比
B用水量
C水泥品种及厂家
D外加剂品种及厂家
E外加剂掺量
F粉煤灰取代水泥掺量
G砂率
1
0.47
185
云维水泥厂矿渣硅酸盐42.5
昆明市安夏外加剂厂普通减水剂FDN-03
0.5%
15%
41%
2
0.52
195
沾益益宁水泥厂普通硅酸盐42.5
昆明市嘉生外加剂厂普通减水剂FTS
0.5%
20%
43%
3.1.10.C40配合比表
试验号
每m3混凝土材料用量
用水量（kg）
水泥品种（kg）
水泥用量（kg）
砂
（kg）
碎石（kg）
外加剂品种（kg）
外加剂用量（kg）
粉煤灰用量（kg）
1
185
云维42.5
335
908
974
安夏FDN-03
1.97
88
2
185
云维42.5
315
947
915
安夏FDN-03
1.97
118
3
185
益宁42.5
335
908
974
嘉生FTS
1.97
88
4
195
云维42.5
353
935
914
安夏FDN-03
2.08
93
5
195
益宁42.5
332
887
952
嘉生FTS
2.08
124
6
195
益宁42.5
332
930
909
嘉生FTS
2.08
124
7
185
益宁42.5
303
972
950
嘉生FTS
1.78
80
8
185
益宁42.5
285
968
946
安夏FDN-03
1.78
106
9
185
云维42.5
285
923
991
嘉生FTS
1.78
106
10
195
益宁42.5
319
913
979
安夏FDN-03
1.88
84
11
195
云维42.5
300
908
975
嘉生FTS
1.88
112
12
195
云维42.5
319
957
935
安夏FDN-03
1.88
84
3.2.由因素水平表选正交表为L12（211）,每种强度等级的混凝土安排12次试验。
每次试验对混凝土的7天、14天、28天强度、出机坍落度、1小时坍落度损失、密度进行试验。
对试验结果进行研究分析,确定最佳配合比组合并进行验证。
经试配试验后,用极差法分析试验结果,综合考虑混凝土的各种性能要求及经济性能确定混凝土的最佳组合且验证。
3.2.1.C20混凝土的试验方案及试验结果
因素
水平
A
B
C
D
E
F
G
坍落度
密度
抗压强度7d
抗压强度14d
抗压强度28d
试验号
1
2
3
4
5
6
7
（mm）
Kg/m3
MPa
MPa
MPa
1
1（0.65）
1（185kg）
1（云325）
1（FDN-08）
1（0.25%）
1（15%）
1（41%）
70
1h35
2455
13..9
21.9
25.7
2
1（0.65）
1（185kg）
1（云325）
1（FDN-08）
1（0.25%）
2（20%）
2（43%）
115
1h95
2455
13.7
21.1
22.2
3
1（0.65）
1（185kg）
2（虹325）
2（TGM）
2（0.25%）
1（15%）
1（41%）
110
1h80
2455
17.4
23.4
23.3
4
1（0.65）
2（195kg）
1（云325）
2（TGM）
2（0.25%）
1（15%）
2（43%）
165
1h125
2455
13.9
23.6
24.1
5
1（0.65）
2（195kg）
2（虹325）
1（FDN-08）
2（0.25%）
2（20%）
1（41%）
155
1h95
2455
14.7
20.6
21.1
6
1（0.65）
2（195kg）
2（虹325）
2（TGM）
1（0.25%）
2（20%）
2（43%）
140
1h80
2455
13.7
18.7
20.7
7
2（0.70）
1（185kg）
2（虹325）
2（TGM）
1（0.25%）
1（15%）
2（43%）
140
1h90
2455
17.2
22.1
25.9
8
2（0.70）
1（185kg）
2（虹325）
1（FDN-08）
2（0.25%）
2（20%）
2（43%）
180
1h110
2455
16.9
23.4
25.3
9
2（0.70）
1（185kg）
1（云325）
2（TGM）
2（0.25%）
2（20%）
1（41%）
140
1h80
2455
13.0
19.9
22.5
10
2（0.70）
2（195kg）
2（虹325）
1（FDN-08）
1（0.25%）
1（15%）
1（41%）
150
1h100
2455
15.9
20.1
23.7
11
2（0.70）
2（195kg）
1（云325）
2（TGM）
1（0.25%）
2（20%）
1（41%）
130
1h85
2455
14.8
21.5
26.8
12
2（0.70）
2（195kg）
1（云325）
1（FDN-08）
2（0.25%）
1（15%）
2（43%）
160
1h110
2455
13.2
19.3
24.4
3.2..2.C25混凝土的试验方案及试验结果
因素
水平
A
B
C
D
E
F
G
坍落度
密度
抗压强度7d
抗压强度14d
抗压强度28d
试
验号
1
2
3
4
5
6
7
（mm）
Kg/m3
MPa
MPa
MPa
1
1（0.52）
1（185kg）
1（云32.5）
1（FDN-08）
1（0.25%）
1（15%）
1（41%）
95
1h70
2450
21.9
30.6
35.9
2
1（0.52）
1（185kg）
1（云32.5）
1（FDN-08）
1（0.25%）
2（20%）
2（43%）
110
1h30
2440
23.2
32.1
34.8
3
1（0.52）
1（195kg）
2（虹32.5）
2（TGM）
2（0.25%）
1（15%）
1（41%）
140
1h30
2455
23.4
30.7
36.3
4
1（0.52）
2（185kg）
1（云32.5）
2（TGM）
2（0.25%
1（15%）
2（43%）
180
1h65
2440
20.6
29.7
34.2
5
1（0.52）
2（195kg）
2（虹32.5）
1（FDN-08）
2（0.25%
2（20%）
1（41%）
200
1h105
2440
17.8
24.8
30.0
6
1（0.52）
2（195kg）
2（虹32.5）
2（TGM）
1（0.25%）
2（20%）
2（43%）
145
1h70
2450
23.1
31.2
31.1
7
2（0.57）
1（195kg）
2（虹32.5）
2（TGM）
1（0.25%）
1（15%）
2（43%）
200
1h1110
2465
17.3
23.0
26.8
8
2（0.57）
1（195kg）
2（虹32.5）
1（FDN-08）
2（0.25%
2（20%）
2（43%）
160
1h130
2470
19.0
23.4
25.7
9
2（0.57）
1（185kg）
1（云32.5）
2（TGM）
2（0.25%
2（20%）
1（41%）
150
1h15
2470
18.4
24.5
29.3
10
2（0.57）
2（195kg）
2（虹32.5）
1（FDN-08）
1（0.25%）
1（15%）
1（41%）
180
1h95
2480
18.0
24.6
27.5
11
2（0.57）
2（185kg）
1（云32.5）
2（TGM）
1（0.25%）
2（20%）
1（41%）
175
1h110
2455
15.4
23.3
25.8
12
2（0.57）
2（185kg）
1（云32.5）
1（FDN-08）
2（0.25%
1（15%）
2（43%）
170
1h85
2455
17.6
25.3
29.9
3.2.3.C30混凝土的试验
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