超薄耐磨地坪混凝土配合比的研究.pdf

2 0 1 3 年 第 1 1期 (总 第 2 8 9期 ) N u mb e r 1 1 i n 2 0 J 3 ( T o t a l N o 2 8 9 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 实用技术 P RACTI CAL TE CHNoLOGY 超薄耐磨地坪混凝土配合比的研究 陈洪毅 ，侯志远 ，彭瑞鸿 ，郭文瑛 ( 1 广东省基础工程公司，广东 广州 5 1 0 6 2 0 ；2 华南理二 广 大学 土木与交通学院 ，广东 广州 5 1 0 6 4 0 ) 摘要： 采用正交试验方法研究 r 水胶比、 外加剂掺量 、 硅粉掺量 、 砂率四个大 素对超薄耐磨混凝土的影响并确定最佳配合比 关键词： 超溥；耐磨 ；配合 比；正交试验 中图分类号： T U 5 2 8 0 6 2 文献标志码 ： A 文章编号： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 3 ) 1 1 - 0 1 5 0 0 2 R e s e a r c h o n t h e pr o p o r t i on o f u lt r a - t h i n a n d h i g h w e a r - r e s i s t a n t c o n c r e t e CHEN Hon g yi 。 HOU Zh i y u a n ， PENG Ru i h o n g ， GUO W e n y i n g ( 1 Gu a n g d o n g F o u n d ati o n E n g i n e e r i n g C o mp a n y G u a n g d o n g ， Gu a n g z h o u 5 1 0 6 2 0 ， Ch i n a ； 2 S c h o ol o fCi v i l En gi n e e r i nga n dTr a n s po r t a t i o n， S o u t hChi n aUn i v e r s i t y of Te c h no l og y， Gua n g z h o u 51 0 6 4 0， Ch i na) Abs t r ac t ： The i n flu e n c e o f t he wa t e r t o c e me nt i t i o us r a t i o， d o s a g e o f a d d i t i v e， d o s a g e of s i l i c o n f u me， a n d s a n d r a t i o o n t h e u l t r a s h i n a n d h i g h we a r - r e s i s t a n t c o n c r e t e b y u s i n g t h e c r o s s e x pe r i me n t a l d e s i g n me t h o d An d t he o p t i ma l pr o po r t i o n o f c o n c r e t e wa s g o t f r o m t h e e x pe r i me ma l r e s ul t s Ke y wor ds ： u l t r a t h i n； we a r r e s i s t a nt ； p r o p o rti o n； c r o s s e x p e r i me n t a l d e s i g n me t ho d ( ) 引 言 在 车辆进 出频繁和运输荷载较 重的仓库 、 码头 、 T厂 等场所对地面的耐磨性能要求较高 ， 目前国内的地坪混凝 土容易 f 现混凝 土表面开裂 、 泛砂 、 起 灰等质量 问题 ， 甚 至有些 一 程 的地坪在使片 j 一两年 后不得 不补修或 重建 ， 带来较火的损失。 随着混凝 土和施工技术的发展 ， 仓库 、 码 头 I 厂等对地坪混凝土性能要求也越来越 高 ， 除了耐磨 性能外 ， 还要求混凝 土层较薄 ， 这不仅大大了增加施1 ： 难 度 ， 而且也 要求混凝 土材料具有耐 磨 、 易平整 、 不收缩开 裂等性能。 目前我 对耐磨混凝土的研究主要分为 = 三 种 ， 一是采 J丰 j 水泥基为胶凝材料 ， 以高硬度的骨料或混凝土表面处理 做成耐磨面层 1_ ； 二是通过掺入活性掺合料和外加剂改善 混凝土的内部结 构 ， 提高混凝 土的耐磨性 能_9 _ 】 ； 三是掺入 纤维材料 。 但 对超 薄耐磨混凝 土配合 比及 施工的研究 较少 广州速诚仓储物流地面改造T程要求混凝土设 计等 级为 C 4 5 ， 地坪厚度 8 0 mlT l ， 而且在混凝土 中间纵横布有 1 0 mm 的钢筋 ， 结 构设计使用年 限为 2 0 年 以上 。 这 要求 混凝土既有高耐磨性 能而且混凝土厚度较 薄。 结 合 1 程 情 况 ， 与混凝土地 坪施丁 企业希 际建筑 程技术有 限公司一 起进行混凝土的配合 比设计和混凝土施一 等方 面 的研究 ， 采取 了一 系列 的技术措施 ， 确保 了优质 的T程 质量 。 本试验是上述研究 的第一部分 ， 研究超薄耐磨混凝土 的配合比。 在超薄高耐磨混凝土配合比的设计中， 影响混凝 土强度和耐磨性 因素很多 ， 采用正交试验方法 ， 探讨各种 影响因素对超薄耐磨混凝土的影响以及确定最佳配合比 1 原材料 1 1 水 泥 根据工程要求 ， 通过试验对 比后 ， 选用 海螺水 泥厂生 产的 P O 4 2 5 R级水泥 ， 其物理性能见表 1 。 1 2硅 灰 选用广州四航材料有 限公司生产的硅粉 ， 比表面干 j 为 1 8 3 0 0 m 2 k g ， 其化学成分与粒径分布见表 2 、 3 。 1 3 外力 口 剂 选用西卡 3 3 5 0 C缓释型高性能聚羧酸减水剂 ， 其物理 性能见表 4 。 表 1 水泥物理性能 收稿 日期 ：2 0 1 3 - 0 5 0 6 l 5 0 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 2 硅粉的化学成分 注 ： 平均粒径为 8 8 n m。 表 4 外加剂的物理性能 1 4骨料 选用惠州博罗石场产的粒径为 5 2 O m i t t 连续级 配的 碎石 ， 其物理性能见表 5 。 选用西江生产的河砂 ， 其物理性能见表 6 。 2 混凝 土配合 比设计 影响超薄耐磨混凝土强度和耐磨性 因素很多， 把水胶 比( A) 、 外加剂掺量( B) 、 硅粉掺量 ( C ) 、 砂率 ( D) 作为试验 的四个 因素 ， 采用 L ( 4 4 ) 正交表设计 了混 凝土正交试 验 ， 各因素水平见表 7 。 3 试验结果与分析 对混凝土配合 比进行拌合物的和易性 、 坍落度 、 2 8 d 抗 压强度和耐磨性能的试验研究 ， 试验结果见表 8 ， 结果分析 见表 9 1 1 。 表 5 石子的物理性能 表观密度 ( k ed m 0堆积密度 ( k e J m3 ) 含泥量 细度模数 表 8 正交试验配合比混凝土试验结果 表 9 坍落度试验结果分析 表 ” 单位面积磨损试验结果分析 从表 8 1 1 试 验结果可见 ， 各 因素对混凝 土坍 落度影 响 的顺序都是 ； 水胶 比 外加 剂掺量 砂率 硅粉 掺量 ； 对混凝土强度和耐磨性能影响的顺序都是； 水胶比硅粉 掺量 砂率 外加剂掺量。 随着水胶比增大， 坍落度逐渐变大， 混凝土 2 8 d强度 逐渐变小， 耐磨性能也逐渐变差 ， 从坍落度 、 强度和耐磨性 下转第 1 5 5页 1 51 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 产品， 因其活性较差 ， 其二次抗渗压力较低 ， 自愈合能力不 好 ， 造成材料的耐久性较差 ， 从一定程度上影响 了该材料 的广泛应用。 该材料克服 了柔性 防水材料对 防水基 材含水率要求 高 、 施工烦琐及存在污染 的缺点 ， 又改进 了传统刚性 防水 材料 随基材应 变性差 的弊病 ， 其 良好的 自愈合性能和环保 性能也是传统防水材料所无法 比拟的。 因此 ， 这种绿色新型 防水产 品将有广 阔的市场前景。 但是 ， 目前人们对该涂料 国家标准 中一 些性能测试 、 指标存在较的大争议 ， 并正在进行讨论与修订 。 如反映这类 材料渗透结晶 、 自愈合功能的重要指标第二次抗渗压力 的 测试方法 、 测试时间及抗渗基准试件的制备等存在异议 ； 活 性材料 的渗透深度测试 、 晶体的形成与形貌说法不一等问 题有待 于进一步研究。 4结语 水 泥基渗透结 晶型 防水涂料是一种新型的防水材料 ， 具有愈合能力强 、 透气 、 环保 、 永久 防水性等 特点 ， 克服了 柔性防水材料对防水 基材含水率要求高 、 施工烦琐及存在 污染的缺点 ， 又改进了传统刚性防水材料随基材应变性差 上接第 1 5 1页 能考虑 ， 最优水灰 比为 A 3 ， 即 0 4 4 。 混凝土中加入硅粉后 ， 对混凝 土坍落度与和易性没有 明显影响 ， 但能明显增大强度与耐磨性， 当硅粉掺量从4 O 增大至 6 0 时 ， 混凝土耐磨性能变化不大 ， 从经济的角度 考虑 ， 硅粉最佳掺量为 B 3 ， 即 4 0 。 砂率对混凝土强度影响不大 ， 随着砂率增大 ， 强 度和 耐磨性能变小 ， 但 当砂率为 3 8 与 4 4 时混凝 土的坍落度 偏小 ， 故最优砂率为 C 2 ， 即 4 0 。 随着外加剂掺量逐渐变大， 昆 凝土坍落度也逐渐变大 ， 但对混凝土强度与耐磨性能基本不影响 ， 根据施工的要求 ， 减水剂最佳掺量为 D 2， 即 0 8 。 综合所述， 得出混凝土的最佳配合比是 A 2 B 3 C 2 D 2 。 对 最佳配合 比 A 2 B 3 C 2 D 2 ( 即水泥 3 5 0 k g m ， 水灰 比为 0 4 4 ， 硅 粉掺量 4 0 ， 砂率 为 4 0 ， 外加 剂掺量 为 0 8 ) 进行验 证试验 ， 试验结果见表 1 2 。 表 1 2 最佳配合比验证试验结果 从表 l 2中试验结果表明， 最佳配合比的各项指标均能 满足工程的要求。 但在实际的工程中， 要根据具体 的情况和 上述 的相互关 系进行适量地调节 。 4结 论 通过上述试验研究分析 ， 可以得到如下结论 ： ( 1 ) 各因素对混凝土强度和耐磨性能影响的顺序都是； 水胶 比 硅粉掺量 砂率 外加剂掺量 。 ( 2 ) 混凝土的最佳配合 比是 ： 水泥 3 5 0 k g m z ， 水灰 比为 的弊病。 该涂料的生产工艺简单 ， 原材料便宜 ， 有望获得规 模 生产 。 了解 其工作机理及 存在问题对代 替 国外进 13产 品 ， 降低成 本 ， 促 进我国新型防水材料及防水技术的发展 有重要意义 。 参考文献 ： 【 1 李兴旺， 张玉奇 ， 张瑞军L G水泥基渗透结晶型防水材料配合比 及性能研究 J 1 _中国建筑防水， 2 0 0 5 ( 1 1 ) ： 1 5 - 1 8 【 2 】薛绍祖 国外水泥基渗透结晶型防水材料的研究与发展 J 1 中国 建筑防水 ， 2 0 0 1 ( 6 ) ： 1 4 1 7 【 3 吴明 对水泥基渗透结晶防水涂料的几点思考【 J J 中国建筑防 水 ， 2 0 1 1 ( 1 7 ) 4 】刘红叶 水泥基渗透结晶型防水材料的研究【 D 】 西安 ： 西安建筑 科技大学， 2 0 0 4 5 】章凯 ， 游有鲲 ， 缪昌文 ， 等 渗透结晶型防水涂料性能与作用机 理研究 J 1 _ 混凝土与水泥制品 ， 2 0 0 4 ( 4 ) ： 1 0 5 1 0 8 作者简介： 路国忠( 1 9 6 9 一 ) ， 男 ， 教授级高级工程师。 联系地址： 北京市石景山金顶北路 6 9 号( 1 0 0 0 4 1 ) 联系电话 ： 1 3 0 2 1 2 3 6 6 9 8 0 4 4 ， 硅粉掺量 4 0 ， 砂率 为 4 0 ， 外加剂掺量为 0 8 。 混 凝土的各项指标性均能满足工程的要求 。 参 考文 献 ： 【 1 】郭亚娟 混凝土耐磨地坪施工质量控制 陕西建筑 ， 2 0 1 2 ( 2 0 8 ) ： 4 4- 4 7 【 2 】 吴跃生 ， 常相军 原烟分级车间大面积耐磨地坪施工工艺 J J _ 土 木建筑学术文库 ， 2 0 1 1 ( 1 5 ) ： 3 0 8 3 0 9 【 3 3 王家泽 马钢新区厂房耐磨地坪的施工技术和质量控制【 J 】 安徽 冶金科技职业学院学报 ， 2 0 1 1 ， 2 1 ( 1 ) ： 4 2 4 4 【 4 张宏权 ， 师敏 某工业厂房大面积耐磨混凝土地面施工技术【 J 1 陕西建筑 ， 2 0 1 1 ( 6 ) ： 2 3 2 5 【 5 刘冰 耐磨地坪的施工要点f J 1 山西建筑 ， 2 0 0 9 ， 3 5 ( 3 ) ： 1 8 1 1 8 2 6 项元 富 大面积超硬 耐磨地坪施工技术 J I 科技 ， 2 0 0 9 ( 1 1 ) ： 4 4 45 7 谭恒 大型工业厂房承重耐磨混凝土地面设计与施q - J 施 工技 术， 2 0 0 6 ， 3 5 ( 1 2 ) ： 2 4 5 2 4 7 8 李志盛大面积清水耐磨混凝土地面施工叨福建建筑 ， 2 0 0 6 ( 2 ) ： 1 0 4 -1 0 5 【 9 陈健， 赵志宏， 张苏东 耐磨混凝土及其应用研究 J 1 _ 混凝土与水 泥制品， 2 0 0 1 ( 4 ) ： 1 6 1 8 f 1 0 李兴龙， 张平和 ， 万少军大面积钢纤维混凝土耐磨地坪的施工 法则f J 1 建筑日 寸 报 ， 2 0 0 9 ( 4 ) 作者简介： 联系地址 联系电话 陈洪毅 ( 1 9 7 5 一 ) ， 男， 高级工程师 ， 从事混凝土技术应 用研究 。 广州市天河路 9 9号 1 9 2 0 楼 ( 5 1 0 6 2 0 ) 1 3 3 1 2 8 3 89 1 6 1 5 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m