确定NaOH、水泥用量、砂率以及水灰比作为配合比的变化参数.docx

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1、因素水平因素NaOHIzKiJgL砂率水灰比试验号10%5%25%0.320%10%30%0.3530%15%35%0.440.5%5%30%0.450.5%10%35%0.360.5%15%25%0.3571%5%35%0.3581%10%25%0.491%15%30%0.3注：NaOH与水泥的水平数指NaOH与水泥用量占碱激发水泥总量的百分比根据前面几批预实验的试验结果，以强度和工作性作为主要考虑的因素，确定NaoH、水泥用量、砂率以及水灰比作为配合比的变化参数，并利用正交实验原理设计本次的实验配合比，变量的因素水平取值分布情况见表1,混凝土.配合比见表4。本次的正交实验表设计及实验结果分

2、析主要参照梁飞豹老师的应用统计方法。表1因素水平取值分布情况-lttllj:是什么东西的比值。、配合比设计参照轻骨料混凝土技术规程（JGJ51-2002）。计算过程如下所示:1、确定试配强度(1)式中EW：轻骨料混凝土的试配强度（MPa）:fcu轻骨料混凝土的立方体抗压强度标准值（即强度等级）（MPa）:轻骨料混凝土.强度标准差（MPa）,取值可参照表2。表2强度标准差（T（MPa）混凝土强度等级低于LC20LC20LC35高于LC354.05.06.0本次试配的混凝土.强度等级为LC30,将值带入公式（1）中可得,fcuo30+1.6455=38.225MPa因此试配强度取40MPa.2、选

3、择水泥用量轻骨料混凝土的水泥用量可按表3选用。表3轻骨料混凝上的水泥用坦（kgm3）混凝土试配强度（MPa）轻骨科密度等级7(X)80()9(X)I(XX)30-40420*500390-490380U8()37X7()40-50一430-530420-52041(卜51()50-60450-550440-540430-530通过试配，以湖北宜昌圆形陶粒为例，当试配强度为40MPa时，水泥用量选择480kgm3o本次计算过程以试验9为例进行计算，碱激发水泥各组分的质量比为矿渣：普通硅酸盐水泥:NaOH：Na2S04=75:15:l:10o因此可以算的矿渣、普通硅酸盐水泥、NaOH.Na2SO4

4、的用量分别是357kg、71kg、4.8kg、48kgo3、选择净用水量根据设计的水灰比进行计算，以试验9为例，水灰比为0.3时，净用水量为niMl=480X0.3=144Zg4、选择砂率根据设计的砂率进行计算，以试验9为例，砂率取30%。5、计算粗细骨料用量：K=IJ巴!+吆L+（X）0xs（2）.Iaa）J也=KX4（3）匕=LJJW+斗Ooo（4）1.PePhPJ.m0=VaPap式中Vv:每立方米混凝土的细骨料绝对体积（m3）；/%：每立方米混凝上的水泥用量，计算时以碱激发水泥每种材料分别计算（kg）；p,:水泥的相对密度，计算时以碱激发水泥每种材料分别计算（kgm,）,Na2SO4的

5、相对空度取2.680、NaOH的相对密度取2.100、矿渣的相对密度取2.920、水泥的相对密度取3.160；，人”:每立方米混凝上的净水用量（kg）；Pm.;水的密度；Spt砂率；匕：每立方米混凝土的轻粗骨料绝对体积（m3）；2：砂的相对密度，取2.61；Pip-细骨料的颗粒表观密度（kg）,取=2610kgm,:Pap-轻粗骨料的颗粒表观密度（kgm3）,取1478kgm30将数值带入式（2）、（3）、（4）、（5）中可得：PU工+些+工+V2.6802.1002.9203.160144、-l100030%=0.207W,=0.2072610=540版匕=I484.8356.2711445

6、40、SC八1!11110002.6802.1002.9203.16012.61)nu=0.484X1478=714Zg=0.484P因此，试验9的配合比为Na2SO4:NaOH:矿渣:水泥:陶粒:砂:水=48:4.8:356.2:71:714:540:144编号Na2SO4NaOH矿渣水泥陶粒砂水JZ480653621168I484082476645114424838448691522168348360726305991804482.4405.6246765111805482.4381.6486636301446482.4357.6727394351687484.8403.224638607

7、1688484.8379.2487244261809484.8356.271714540144其他组配合比均按上述方法计算。限4混凝土配合出YI批注|12:给出计算过程，如果不给出计算过程，计算有误，别人也无法核对。其中，JZ组为采用普通硅酸盐水泥、砂率30%、水灰比为0.35的对比组，以便更好地分析碱激发陶粒混凝土的性能与普通水泥陶粒混凝土的性能的区别，也能更好地评判破激发陶粒混凝土的性能。二、试验结果。坍落度实验结果及分析见表5。表5混凝土坍落度值及极差分析因素水平I因素I试验指标INaOH水泥砂率水灰比坍落度（mm）试验号10%5%25%033520%10%30%0.3513030%15

8、%35%0.419040.5%5%30%0.421550.5%10%35%0.34060.5%15%25%0.3522071%5%35%0.3522081%10%25%0.423591%15%30%03100K1K11=355K2=470K3=490K14=175K2K21=475K22=405Kn=445K24=570一K3KH=555K32=510K33=450Km=640极差R20010545465其中:Ktj表示第j列中水平i对应的实验结果之和，又称为第j列对应因素的水平i的主效应相对指标。Rj=maxKiJ-minKijb表示第j列的极差，即第j列对应因素主效应相对指标的极差。对广主

9、效应相对指标K其值越大说明该水平对实验结果的影响相对越大，通过该指标能够确定那个水平影响最大。RJ的大小表示该因素对试验结果影响的大小，其值越大说明该因素对试验结果的影响越大。将极差从大到小排序，就可以确定各因素对试验结果影响大小的主次关系，同时也说明可因素对于实验结果的重要程度。从实验结果看，各因素的极差大小排序情况为：水灰比NaOH水泥砂率，也就是说，对于碱激发水泥陶粒混凝土的坍落度来说,在我们所选择的水平范围内的影响程度从大到小的排序为：水灰比NaOH水泥砂率。再从每一个因素进行分析，对于NaoH而言，NaOH的掺量越大，混凝土的工作性越好，这个结论从我们之前的实验结果也可以看出，这主要

10、是由于碱组分对水泥浆体有塑化作用。而对于水泥掺量而言,主效应相对指标有比较大的波动，猜测是由于实验误差造成，主要的理由是，水泥成分中的粉末有水泥和矿渣，这两种粉末遇水形成浆体后，一部分浆体对骨料进行包裹，剩余的浆体填充骨料间隙，而这部分浆体对于混凝土的工作性有比较大的影响。在整个配合比系列中，碱激发水泥的总量都是不变的，因此浆体量是差不多的，水泥的水硬性在装模之前基木可以不用考虑，况且碱激发水泥中硅酸盐水泥的掺量并不大，所以对于坍落度的影响应该很小，这个猜测会在以后的试验中进行验证。再对砂率进行分析，可以看出在砂率比较低时，主效应相对指标值最大，也就是说砂率低时坍落度更大，这是因为砂的比表面积

11、比陶粒的比表面积大很多，也就意味着，相同质量的砂比相同质量的陶粒需要更多的浆体包夹表面，砂率越大，需要包裹砂的浆体量就越多，因此填充骨料间隙的浆体量越少，混凝土坍落度就越小。再对水灰比进行分析，从结果看出，水灰比越大，坍落度越大。可见水灰比不仅是混凝上强度的主要影响因素，对于混凝土的坍落度也有比较大的影响*抗压强度试验结果及分析表见表6、表7、表8。表6混凝土3d抗压强度及极差分析因素水平因素试验指标NaOH水泥砂率水灰比3d抗压强度（MPa）试验号10%5%25%0320.7820%10%30%().3513.9930%15%35%0.412.984().5%5%30%0.410.855()

12、.5%10%35%0.312.966().5%15%25%().359.1671%5%35%().359.6481%10%25%0.49.3891%15%30%036.48KlK,=47.74K2=4I.27Kn=39.32Ku=4().22一K2K2i=32.96K=36.33Kb=31.31K24=32.79K3K3l=25.51“28.62K33=35.59Kw=33.21极差R22.2312.648.007.43表7混凝土7d抗压强度及极差分析因素水平因素试验指标NaOH水泥砂率水灰比7d抗压强度（MPa）10%5%25%0.323.3320%10%30%0.3516.2730%15%35%0.415.29试40.5%5%30%0.413.04验50.5%10%35%0.315.92号60.5%15%25%0.3510.8971%5%35%0.3511.4681%10%25%0.410.8591%15%30%0.37.65K1K11=54.89K2=47.83K3=45.06K4=46.90K2K2=39.86K22=43.04K23=36.96K24=38.62K3K31=29.96K52=33.83K3j=42.67KN=39.18极差R24.93