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10.65185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-080.25%15%41%20.70195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TGM0.25%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)1185矿渣32.52429451014安夏FDN-080.71642185矿渣32.5228987964安夏FDN-080.71863185普通32.52429451014嘉生TGM0.71644195矿渣32.5255977955安夏FDN-080.75685195普通32.5240928997嘉生TGM0.75906195普通32.5240974951嘉生TGM0.75907185普通32.52241002979嘉生TGM0.66608185普通32.5211998976安夏FDN-080.66809185矿渣32.52119521022嘉生TGM0.668010195普通32.52379431012安夏FDN-080.666311195矿渣32.52239401008嘉生TGM0.708412195矿渣32.5237989966安夏FDN-080.70633.1.3.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10.52185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-080.25%15%41%20.57195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TGM0.25%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)1185矿渣32.5303915982安夏FDN-080.89802185矿渣32.5285956933安夏FDN-080.891063185普通32.5303915982嘉生TGM0.89804195矿渣32.5319944923安夏FDN-080.94845195普通32.5300896962嘉生TGM0.941126195普通32.5300940918嘉生TGM0.941127185普通32.5276976954嘉生TGM0.81748185普通32.5260973951安夏FDN-080.81969185矿渣32.5260928996嘉生TGM0.819610195普通32.5291918985安夏FDN-080.867611195矿渣32.5274914980嘉生TGM0.8610212195矿渣32.5291963940安夏FDN-08763.1.5.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10.50185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-030.5%15%41%20.55195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FTS20%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)1185矿渣32.5314910977安夏FDN-031.85842185矿渣32.5301946927安夏FDN-031.851113185普通32.5314910977嘉生FTS1.95844195矿渣32.5332939917安夏FDN-031.95875195普通32.5312890956嘉生FTS1.951176195普通32.5312933913嘉生FTS1.951177185普通32.5286973951嘉生FTS1.68758185普通32.5269969947安夏FDN-031.681009185矿渣32.5269924992嘉生FTS1.6810010195普通32.5302913980安夏FDN-031.788011195矿渣32.5284909976嘉生FTS1.7810612195矿渣32.5302958935安夏FDN-031.78803.1.7.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10.52185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-030.5%15%41%20.57195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FTS0.5%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)1185云维42.5303922990安夏FDN-031.78802185云维42.5285963941安夏FDN-031.781063185益宁42.5303922990嘉生FTS1.78804195云维42.5319952930安夏FDN-031.88845195益宁42.5300903970嘉生TGM1.881126195益宁42.5300948925嘉生FTS1.881127185益宁42.5276984961嘉生FTS1.62748185益宁42.5260980957安夏FDN-031.62989185云维42.52609341003嘉生FTS1.629810195益宁42.5291925993安夏FDN-031.717611195云维42.5274921988嘉生FTS1.7110212195云维42.5291970948安夏FDN-031.71763.1.9.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10.47185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-030.5%15%41%20.52195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FTS0.5%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)1185云维42.5335908974安夏FDN-031.97882185云维42.5315947915安夏FDN-031.971183185益宁42.5335908974嘉生FTS1.97884195云维42.5353935914安夏FDN-032.08935195益宁42.5332887952嘉生FTS2.081246195益宁42.5332930909嘉生FTS2.081247185益宁42.5303972950嘉生FTS1.78808185益宁42.5285968946安夏FDN-031.781069185云维42.5285923991嘉生FTS1.7810610195益宁42.5319913979安夏FDN-031.888411195云维42.5300908975嘉生FTS1.8811212195云维42.5319957935安夏FDN-031.88843.2.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ABCDEFG坍落度密度抗压强度7d抗压强度14d抗压强度28d试验号1234567（mm）Kg/m3MPaMPaMPa11(0.65)1(185kg)1(云325)1(FDN-08)1(0.25%)1(15%)1(41%)701h35245513.921.925.721(0.65)1(185kg)1(云325)1(FDN-08)1(0.25%)2(20%)2(43%)1151h95245513.721.122.231(0.65)1(185kg)2(虹325)2(TGM)2(0.25%)1(15%)1(41%)1101h80245517.423.423.341(0.65)2(195kg)1(云325)2(TGM)2(0.25%)1(15%)2(43%)1651h125245513.923.624.151(0.65)2(195kg)2(虹325)1(FDN-08)2(0.25%)2(20%)1(41%)1551h95245514.720.621.161(0.65)2(195kg)2(虹325)2(TGM)1(0.25%)2(20%)2(43%)1401h80245513.718.720.772(0.70)1(185kg)2(虹325)2(TGM)1(0.25%)1(15%)2(43%)1401h90245517.222.125.982(0.70)1(185kg)2(虹325)1(FDN-08)2(0.25%)2(20%)2(43%)1801h110245516.923.425.392(0.70)1(185kg)1(云325)2(TGM)2(0.25%)2(20%)1(41%)1401h80245513.019.922.5102(0.70)2(195kg)2(虹325)1(FDN-08)1(0.25%)1(15%)1(41%)1501h100245515.920.123.7112(0.70)2(195kg)1(云325)2(TGM)1(0.25%)2(20%)1(41%)1301h85245514.821.526.8122(0.70)2(195kg)1(云325)1(FDN-08)2(0.25%)1(15%)2(43%)1601h110245513.219.324.43.2.2.C25混凝土的试验方案及试验结果因素水平ABCDEFG坍落度密度抗压强度7d抗压强度14d抗压强度28d试验号1234567（mm）Kg/m3MPaMPaMPa11(0.52)1(185kg)1(云32.5)1(FDN-08)1(0.25%)1(15%)1(41%)951h70245021.930.635.921(0.52)1(185kg)1(云32.5)1(FDN-08)1(0.25%)2(20%)2(43%)1101h30244023.232.134.831(0.52)1(195kg)2(虹32.5)2(TGM)2(0.25%)1(15%)1(41%)1401h30245523.430.736.341(0.52)2(185kg)1(云32.5)2(TGM)2(0.25%1(15%)2(43%)1801h65244020.629.734.251(0.52)2(195kg)2(虹32.5)1(FDN-08)2(0.25%2(20%)1(41%)2001h105244017.824.830.061(0.52)2(195kg)2(虹32.5)2(TGM)1(0.25%)2(20%)2(43%)1451h70245023.131.231.172(0.57)1(195kg)2(虹32.5)2(TGM)1(0.25%)1(15%)2(43%)2001h1110246517.323.026.882(0.57)1(195kg)2(虹32.5)1(FDN-08)2(0.25%2(20%)2(43%)1601h130247019.023.425.792(0.57)1(185kg)1(云32.5)2(TGM)2(0.25%2(20%)1(41%)1501h15247018.424.529.3102(0.57)2(195kg)2(虹32.5)1(FDN-08)1(0.25%)1(15%)1(41%)1801h95248018.024.627.5112(0.57)2(185kg)1(云32.5)2(TGM)1(0.25%)2(20%)1(41%)1751h110245515.423.325.8122(0.57)2(185kg)1(云32.5)1(FDN-08)2(0.25%1(15%)2(43%)1701h85245517.625.329.93.2.3.C30混凝土的试验方案及试验结果因素水平ABCDEFG坍落度密度抗压强度7d抗压强度14d抗压强度28d试验号1234567（mm）Kg/m3MPaMPaMPa11(0.50)1(185kg)1(云32.5)1(FDN-03)1(0.5%)1(15%)1(41%)1401h20249519.425.831.421(0.50)1(185kg)1(云32.5)1(FDN-03)1(0.5%)2(20%)2(43%)1251h50248021.028.733.331(0.50)1(195kg)2(虹32.5)2(FTS)2(0.5%)1(15%)1(41%)1801h90252023.327.932.841(0.50)2(185kg)1(云32.5)2(FTS)2(0.5%)1(15%)2(43%)1701h70247019.726.030.151(0.50)2(195kg)2(虹32.5)1(FDN-03)2(0.5%)2(20%)1(41%)1801h100246021.525.732.561(0.50)2(195kg)2(虹32.5)2(FTS)1(0.5%)2(20%)2(43%)1701h1300246021.826.130.172(0.55)1(195kg)2(虹32.5)2(FTS)1(0.5%)1(15%)2(43%)2001h40249020.423.827.682(0.551(195kg)2(虹32.5)1(FDN-03)2(0.5%)2(20%)2(43%)1751h85246519.621.826.792(0.551(185kg)1(云32.5)2(FTS)2(0.5%)2(20%)1(41%)1301h50249517.522.529.3102(0.552(195kg)2(虹32.5)1(FDN-03)1(0.5%)1(15%)1(41%)1851h90247519.127.329.6112(0.552(185kg)1(云32.5)2(FTS)1(0.5%)2(20%)1(41%)1751h110246017.322.326.7122(0.552(185kg)1(云32.5)1(FDN-03)2(0.5%)1(15%)2(43%)1701h115247521.626.833.13.2.4.C35混凝土的试验方案及试验结果因素水平ABCDEFG坍落度密度抗压强度7d抗压强度14d抗压强度28d试验号1234567（mm）Kg/m3MPaMPaMPa11(0.52)1(185kg)1(云42.5)1(FDN-03)1(0.5%)1(15%)1(41%)1501h50248029.333.639.221(0.52)1(185kg)1(云42.5)1(FDN-03)1(0.5%)2(20%)2(43%)1651h60247528.132.739.931(0.52)1(185kg)2(益42.5)2(FTS)2(0.5%)1(15%)1(41%)1301h50248025.331.235.141(0.52)2(195kg)1(云42.5)2(FTS)2(0.5%1(15%)2(43%)1901h40247529.833.540.451(0.52)2(195kg)2(益42.5)1(FDN-03)2(0.5%2(20%)1(41%)1601h90240014.219.724.161(0.52)2(195kg)2(益42.5)2(FTS)1(0.5%)2(20%)2(43%)2001h150245520.726.729.672(0.57)1(185kg)2(益42.5)2(FTS)1(0.5%)1(15%)2(43%)1251h25249025.935.139.582(0.57)1(185kg)2(益42.5)1(FDN-03)2(0.5%2(20%)2(43%)851h40249024.928.833.292(0.57)1(185kg)1(云42.5)2(FTS)2(0.5%2(20%)1(41%)1801h75250527.135.740.5102(0.57)2(195kg)2(益42.5)1(FDN-03)1(0.5%)1(15%)1(41%)501h25248026.429.337.3112(0.57)2(195kg)1(云42.5)2(FTS)1(0.5%)2(20%)1(41%)1701h90249023.827.635.0122(0.57)2(195kg)1(云42.5)1(FDN-03)2(0.5%1(15%)2(43%)1901h130250024.928.434.23.2.5.C40混凝土的试验方案及试验结果因素水平ABCDEFG坍落度密度抗压强度7d抗压强度14d抗压强度28d试验号1234567（mm）Kg/m3MPaMPaMPa11(0.47)1(185kg)1(云42.5)1(FDN-03)1(0.5%01(15%)1(41%)1901h120248527.134.239.721(0.47)1(185kg)1(云42.5)1(FDN-03)1(0.5%02(20%)2(43%)2001h150247524.533.331.631(0.47)1(185kg)2(益42.5)2(FTS)2(0.5%)1(15%)1(41%)1301h85249527.830.639.441(0.47)2(195kg)1(云42.5)2(FTS)2(0.5%)1(15%)2(43%)2001h115249028.331.038.751(0.47)2(195kg)2(益42.5)1(FDN-03)2(0.5%)2(20%)1(41%)1851h80248526.433.342.461(0.47)2(195kg)2(益42.5)2(FTS)1(0.5%02(20%)2(43%)1951h125247026.230.139.072(0.52)1(185kg)2(益42.5)2(FTS)1(0.5%01(15%)2(43%)1901h115248524.628.135.782(0.52)1(185kg)2(益42.5)1(FDN-03)2(0.5%)2(20%)2(43%)1951h140249522.327.633.692(0.52)1(185kg)1(云42.5)2(FTS)2(0.5%)2(20%)1(41%)1601h90247523.827.437.3102(0.52)2(195kg)2(益42.5)1(FDN-03)1(0.5%01(15%)1(41%)1851h120247525.332.439.0112(0.52)2(195kg)1(云42.5)2(FTS)1(0.5%02(20%)1(41%)1751h95248522.126.432.3122(0.52)2(195kg)1(云42.5)1(FDN-03)2(0.5%)1(15%)2(43%)1801h100248025.833.638.84.试验结果分析4.1.C20混凝土试验结果分析:4.1.1.对7天强度极差法分析试验号ABCDEFGH(空列)F7i(MPa)混凝土颜色11111111113.9黑21111122213.7黑31122211117.4灰白41212212213.9黑51221221214.7灰白61222122113.7灰白72122112217.2灰白82121222116.9灰白92112221213.0黑102221111215.9灰白112212121114.8黑122211212113.2黑T187.392.182.588.389.291.589.789.9T=178.3T291.086.295.890.089.186.888.688.4R3.75.913.31.70.14.71.11.5CT=2649.24.1.2按极差大小判断因素影响C20混凝土7d抗压强度的大小主次关系图(CBFADHGE):水泥品种及厂家 用水量 粉煤灰取代水泥掺量 水灰比 外加剂品种及厂家不定因素 砂率 外及剂掺量 4.1.3.对C20混凝土14天强度极差法分析试验号ABCDEFGH(空列)F18i(Mpa)混凝土颜色11111111121.9黑21111122221.1黑31122211123.4灰白41212212223.6黑51221221220.6灰白61222122118.7灰白72122112222.1灰白82121222123.4灰白92112221219.9黑102221111220.1灰白112212121121.5黑122211212119.3黑T1129.3131.8127.3126.4125.4130.4127.4128.2T=255.6T2126.3123.8128.3129.2130.2125.2128.2127.4R3.08.01.02.84.85.20.80.8CT=5444.284.1.4按极差大小判断因素影响C20混凝土18d抗压强度的大小主次关系图(BFEADCGH)用水量 粉煤灰取代水泥用量 外加剂掺量 水灰比 外加剂品种及厂家 不定因素水泥品种及厂家 砂率4.1.5.对C20混凝土28天强度极差法分析试验号ABCDEFGH(空列)F28i(Mpa)混凝土颜色11111111125.7黑21111122222.2黑31122211123.3灰白41212212224.1黑51221221221.1灰白61222122120.7灰白72122112225.9灰白82121222125.3灰白92112221222.5黑102221111223.7灰白112212121126.8黑122211212124.4黑T1137.1144.9145.7142.4145.0147.1143.1146.2T=285.7T2148.6140.8140.0143.3140.7138.6142.6139.5R11.54.15.70.94.38.50.56.7CT=6802.044.1.6按极差大小判断因素影响C20混凝土28d抗压强度的大小主次关系图(AFHCEBDG)水灰比 粉煤灰取代水泥掺量 不定因素 水泥品种及厂家 外加剂掺量用水量 外加剂品种及厂家 砂率4.1.7对C20混凝土出机坍落度极差法分析试验号ABCDEFGH(空列)出机坍落度(mm)混凝土颜色11111111170黑211111222115黑311222111110灰白412122122165黑512212212155灰白612221221140灰白721221122140灰白821212221180灰白921122212140黑1022211112150灰白1122121211130黑1222112121160黑T1755755780830745795755790T=1655T2900900875825910860900865R1451459551656514575CT=228252.084.1.8按极差大小判断因素影响C20混凝土出机坍落度的大小主次关系图(EABGCHFD) 水灰比外加剂掺量 用水量 水泥品种及厂家 不定因素 砂率 粉煤灰取代水泥掺量 外加剂品种及厂家4.1.9对C20混凝土1h坍落度极差法分析试验号ABCDEFGH(空列)1h坍落度(mm)混凝土颜色11111111135黑21111122295黑31122211180灰白412122122125黑51221221295灰白61222122180灰白72122112290灰白821212221110灰白92112221280黑1022211112100灰白112212121185黑1222112121110黑T1510490530545485540475500T=1085T25755955555406005456