固化剂掺入快硬水泥配合比设计

2017-07-20秦立军李赞成师庆念

四川水泥 2017年6期

关键词：成份固化剂水灰比

秦立军李赞成师庆念

（1空军勤务学院机场工程与保障系江苏徐州 221000 2中国人民解放军95806部队北京 100076）

固化剂掺入快硬水泥配合比设计

秦立军1李赞成1师庆念2

（1空军勤务学院机场工程与保障系江苏徐州 221000 2中国人民解放军95806部队北京 100076）

本文采用正交试验原理，以4h龄期的抗折强度为指标，从水灰比、砂率、固化剂掺量和减水剂用量4个因素和每个因素取3水平考虑，对固化剂掺入快硬水泥制备的混凝土进行了正交试验。实验结果表明，水灰比和固化剂掺量是影响快硬水泥混凝土早期抗折强度的主要因素；固化剂掺入快硬水泥制备的混凝土最佳配合比为快硬水泥400kg/m3,石子1303 kg/m3,砂子595 kg/m3，水128 kg/m3，固化剂掺量20 kg/m3，减水剂用量6 kg/m3。

快硬水泥；固化剂；配合比；正交试验

1 原材料组成

1.1.快硬水泥

试验所用水泥熟料为河南省郑州登峰熔料有限公司的鸭牌DFRC抢修宝铝酸盐快硬水泥。该快硬水泥的化学成份见表-1所示，基本物理性质见表-2所示。

表-1 水泥熟料的化学成份

表-2 水泥的物理性能

1.2.粗细集料

所用粗骨料为徐州本地产级配碎石，物理性质见表-3。

表-3碎石物理性能指标

细骨料为徐州本地产优质建筑中砂，物理性质见表-4。

表-4砂物理性能指标

1.3.固化剂

固化剂选取山东汉为环保科技有限公司生产的SV-01型离子类固化剂，该固化剂可以促进水泥的水合反应的速度和强度，使混凝土更加密实，从而具有较强的承载能力和防水抗冻融能力。固化剂物理性质见表-5。

表-5固化剂的基本物理性质

1.4.混凝土减水剂

混凝土减水剂采用上海丽瑞化工有限公司产的萘系黄色粉末状高效减水剂，掺量为水泥质量的0.5%-1.5%，减水率为18~25%。

1.5.水

试验拌合用水为徐州市自来水厂所供自来水。

2初步配合比设计

水泥混凝土配合比设计的目的，是将各项原材料合理配制，使混凝土能够满足强度、耐久性、和易性等技术要求，同时能够节约水泥，降低成本，达到质量好且经济的效果[1]。混凝土配合比设计参照JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》，一般步骤如下：

（2）确定水灰比：

（3）确定水泥和水的用量：

由于混凝土中加入减水剂，减水率取20%，则实际用水量为：

（3）确定砂用量和石子用量：

（5）确定减水剂用量和固化剂掺量：

减水剂用量为水泥质量的1%，即为4 kg/m3。根据厂家建议，SV-01型离子类固化剂掺量取水泥质量的5%，则用量为20 kg/m3。因此，快硬水泥混凝土的基础配合比为快硬水泥400kg/m3,石子1288 kg/m3,砂子588 kg/m3，固化剂掺量20 kg/m3，减水剂用量6 kg/m3，水135 kg/m3。

3 确定最佳配合比

计算出快硬水泥混凝土基础配合比后还需要对其进行校核，以确定使混凝土性能达到最好的最佳配合比和固化剂的最佳掺量。由于快硬水泥主要运用于抢修和急建工程，必须满足对早期强度的要求，因此本文运用正交试验方法[2]，以快硬水泥混凝土4h龄期的抗折强度作为试验指标，对固化剂掺入快硬水泥混凝土性能进行试验探究，分析配合比各成份因子对混凝土强度性能的影响，并按影响的程度排出各成份因子的主次顺序，确定出最佳配合比和固化剂最佳掺量。

3.1.正交试验方案设计

表-6因素水平表

表2 -7正交试验方案

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.试验方法

新型抢修材料混凝土强度试验按照GB/T50081-2002《混凝土力学性能试验方法标准》进行，采用万能试验机对混凝土4h龄期的抗折强度进行测定。混凝土抗折强度试件尺寸为100mm×100mm×400mm，按照正交试验方案的要求制作9组试件，每组3块作为平行试验，在标准养护条件下养护到测试龄期，每组测定结果取3块试件的平均值。

3.3.试验结果与分析

各成份因素对4h龄期的快硬水泥混凝土抗折强度影响的试验结果和数据处理结果见表2-8、表2-9。

表2 -8正交试验结果

表2 -9 各成份因素对混凝土抗折强度影响

由试验分析结果可知，各成份因素对快硬水泥混凝土抗折强度影响的重要性依次为：A>C>B>D，即水灰比对混凝土抗折强度影响最大，其次为固化剂掺量，可见固化剂掺入对新型材料混凝土强度能够起到较为明显的作用，再次是砂率，最后为减水剂用量。水灰比和固化剂掺量是影响快硬水泥混凝土早期抗折强度的主要因素，其中水灰比增大对混凝土抗折强度有不利影响，水灰比处于3水平时抗折强度下降较明显；固化剂掺量并不是越大越好，而是有个最佳值，对于本试验而言，固化剂处于2水平时效果最好；砂率和减水剂用量对混凝土抗折强度也有不同程度影响。根据快硬水泥混凝土正交试验抗折强度数据，可以得出其最佳组合为A1B2C2D3，即固化剂掺入快硬水泥制备的混凝土最佳配合比则为快硬水泥400kg/m3,石子1303 kg/m3,砂子595 kg/m3，水128 kg/m3，固化剂掺量20 kg/m3，减水剂用量6 kg/m3。