硅粉砂率和引气减水剂对混凝土含气量和强度的试验研究.pdf

8 内 蒙 古 水 利 2 0 1 2年第 3期( 总第 1 3 9期) 【 分 析研 究 】 硅粉砂率和引气减水剂对 混凝土含气量和强度的试验研究 张景智， 李平 ， 何梁 ( 内蒙古农业大学， 内蒙古 呼和浩特 0 1 0 0 1 8 ) 摘要 文章采用固定水灰比的方法， 以混凝土外加剂掺量、 硅粉掺量、 砂率为变量， 设计三因素三水平 L 9 ( 3 ) 的正 交试验， 以混凝土含气量、 强度为考核指标， 研究各个变量对混凝土含气量及强度的影响。 关键词 正交设计； 引气混凝土； 硅粉 ； 砂率 中图分 类号 ： T V 4 1 文章标 识码 ： B 文章编 号： 1 0 0 9 0 0 8 8 ( 2 0 1 2 ) 0 30 0 0 8 0 2 0引 言 在混凝土中加入适量的引气减水剂， 可增加混凝 土的强 度 ， 提高其耐久性 、 抗冻性、 抗渗性 、 抗侵蚀能力， 改善和易性 ， 减少用水量 ， 节约水泥， 降低成本和加快工程施工进度。有研 究表明， 同水胶比条件下 ， 硬化 昆凝土中含气量每增加 1 ， 抗 压强度降低 3 5 。而矿物掺合料是高强高性能混凝土不 可缺少的组分 ， 作为混凝土掺合料的硅粉能显著改善和提高混 凝土的综合性能。本试验采用正交试验的方法， 研究引气混凝 土掺人硅粉后含气量的变化及混凝土强度。 1 材料与试验方法 1 1 试验材料 水泥选用冀东 P 0 4 2 5水泥， 其性能指标 ， 见表 1 ； 硅粉选 用上海埃凯硅粉材料有限公司的硅粉( S i O 8 5 ) ， 比表面积 为 1 8 m g ； 粗骨料选用呼和浩特大黑河石场碎石， 直径为 5 3 1 5 m m连续级配的优质碎石 ； 细骨料为呼和浩特大黑河中 砂 ， 细度模数为 2 6 3 ， 含 泥量为 1 3 ， 堆积密度 1 5 4 8 k v , m ， 表观密度为 2 6 4 3 k g m ， 颗粒级配属 于 级配 区； 引气 剂采用 荣升达厂生产的 I S D一 8型高效引气减水剂， 引气剂参数 ， 见表 2 ； 拌合水为呼和浩特饮用水。 表 1 冀 东 P O 4 2 5水泥性能指标 类 率泌 试 对 筋锈 蚀 初 结时间 。腿 础 液体 2 5 5 7 5 5 4 无 一 5 5 ra in 4- 9 5 ra in 一等品 1 2 基础试验配合 比 本实验以水 灰 比为 0 5的混凝 土为基准 ， 并对 引气 减水剂 掺量分别为 1 5 、 2 0 、 2 5 的混凝土进行拌合， 对含气量 及混凝土强度进行测定。具体数据， 见表3 。 表 3 基准混凝土配合比及混凝土含气量和强度 1 3 试验设计 1 3 1 配合比设计 原则 ( 1 ) 使用正交试验设计 ， 经分析， 本次试验决定考察的因素 有 3 个 ： 硅粉掺量 A， 引气剂掺量 B ， 砂 率 C 。 ( 2 ) 经综合考虑， 决定每个因素取 3个水平。 因素 A( 硅粉掺量 ( 硅粉量 总胶凝量) ) ： A 1=3 ， A 2= 8 ， A1：1 3 。 因素 B ( 引气剂掺量( 引气剂 总胶凝量) ) ： B 1=1 5 ， B 2 =2 0 B1=2 5 。 因素 c ( 砂率) ： C 1： 3 8 ， c 2= 4 2 ， c 1= 4 6 。 ( 3 ) 使用 L 9 ( 3 ) 正交表。 1 3 2配合 比正交试验方案 配合 比正交试验方案 ， 见表 4 。 表 4 配合比正交试验方案 A B C ( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) E ( 误差) ( 4 ) 1 c 3 1 I 2 ( 8 ) 2 2 3 ( 1 3 ) 3 3 强 鸵 2 3 3 2 1 2 3 ， 2 1 2 2 酐 枰 堂 ：， 硅粉砂率和引气减水剂对混凝 土含气量和强度的试验研究张景智等 9 1 3 3试 验 配 合 比 试 验配合 比， 见表 5 。 表 5 试验 配合 比 1 3 4试 验 过 程 控 制 试拌时， 混凝土配合 比套用上述正交实验方案 ( 表 4 ) ， 固 定水灰 比试 验时扣除 了外加剂 引入 的水 ， 将 混凝土拌 合物塌落 度控制在 1 5 01 8 0 m m。最终 的试验配合 比见表 5 。混凝土采 用强制式搅拌机拌合， 拌合时间为2 mi n 。 混凝土的塌落度、 含气量及强度的试验按照 水工混凝土 试验规程 ( S L 3 5 22 0 0 6 ) 进行。混凝土拌合物塌落度采用塌 落度筒测定 ， 新拌制的混凝土含气量采用 L A一3 1 6进口直读式 混凝土含气量测定仪测定 ， 混凝 土立方体强度采用 WH Y一 3 0 0 0型微机控制全 自动压力试 验机。 2试验 结 果分 析 2 1 砂率为 4 2 混凝土含气量及强 度的试 验分析 由表 3及表 6可以得到砂率为 4 2 的混凝土含气量及强 度 的示意 图。 面 。 _ 0 1 5 2 2 5 引气减水剂掺量A 图 1 砂率为 4 2 时混凝土含气量规律 籍5 5 晕 4 。 0 0 1 5 2 2 5 引气减水剂掺量 图 2 砂 率为 4 2 时混凝土强度规律 由图 1 可 以看到 ， 混凝土含量随着 引气减 水剂用量 的增加 呈现大幅度的增加， 在砂率和引气减水剂用量一定的情况下加 入硅粉 ， 混凝土的含气量总低于未加硅粉 的混凝土 。 由图 2可 以看到 ， 混凝土强度随着 引气减 水剂用量 的增加 基本呈增长趋势 ， 在砂率和引气减水剂用量一定的情况下加入 硅粉 ， 混凝 土的强度有 了很 明显 的提 高。 2 2 正 交试验 结果 正交试验结 果 ， 见表 6 。 表 6正交试 验成果 注： K I 为硅粉搭量水平和 ； K 2为弓 I 气减水剂掺量水平和 ； K 3为砂率水平和。 3结论 ( 1 ) 混凝土中加入引气剂， 混凝士的强度会降低。使用高 效引气减水剂后 ， 混凝土的强度不但不会降低 ， 反而有所提高。 ( 2 ) 引气混凝土中加入硅粉可以有效提高混凝土的强度 ， 但会影响混凝土的含气量。当掺入硅粉的混凝土的含气量与 引气混凝土含气量基本相同时( 正交试验配比试验编号 4与基 准配合比编号 0 2 ) ， 其强度高于引气混凝土。 ( 3 ) 抗压强度 随着 硅粉参 量 的增 加而 提高 ， 硅粉掺 量是 影 响强度的主要因素。硅粉参量为 8 ， 时强度优于掺量 3 和 1 3 。 ( 4 ) 引气减水剂对混凝 土的强度影响最小 ， 主要 原因是 ： 在 本次正交试验中， 混凝土含气量都较低， 对混凝土强度影n l J b。 ( 5 ) 砂率对混凝土含气量影响最明显， 但实际拌合过程中， 砂率为4 2 的混凝土和易性优于3 8 和4 6 的混凝土。 参考文献 1 周世华， 杨全华， 董维佳等 引气剂对混凝土性能的影响 研究 J 混凝土， 2 0 0 8 ( 1 1 ) ： 5 6 5 7 2 杨钱荣， 黄士元 引气剂混凝土的特性研究 J 混凝土， 2 0 0 8 ( 5 ) ： 3 7 3 张 巨松， 邓嫔， 鞠里红等 矿物掺合料混凝土早期氯离子 扩散系数的试验 J 沈阳建筑大学学报： 自然科学版 ， 2 0 0 9， 2 5 ( 2 ) ： 3 1 2 3 l 5 4 黄维蓉， 杨德斌， 周建廷 掺合料及引气剂对混凝土性能 的影响研究 J 混凝土， 2 0 1 0 ( 9 ) ： 8 0 8 2 ( 编校 ： 王字霞 ) 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 3 2 5 作者简介 ： 张景智( 1 9 8 5一) ， 硕 士研 究生 ， 从 事混凝 土新 型 材 料的研究 。