新型復(fù)合材料增強(qiáng)劑正交試驗(yàn)研究

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1、新型復(fù)合材料增強(qiáng)劑正交試驗(yàn)研宄柯旭崔凱張曉玲楊華山祝豪華龍一飛貴州師范大學(xué)摘要：隨著建筑材料和建筑施工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)建筑材料的性能要求越來(lái)越高。其中建筑材料的高強(qiáng)度和高工作性己經(jīng)有了較成熟的研宄，混凝土耐久性研宄中一個(gè)最棘手的問(wèn)題是，如何控制和防止有害裂縫的產(chǎn)生。目前提高混凝土強(qiáng)度常用的方法是摻入硅粉，但是在硅粉的運(yùn)用過(guò)程中也出現(xiàn)很多問(wèn)題。硅粉混凝土早期收縮量大易于開(kāi)裂、施工困難；同時(shí)隨著近年來(lái)硅粉的大量應(yīng)用，硅粉有供不應(yīng)求的趨勢(shì)，價(jià)格越來(lái)越高，增加了工程應(yīng)用成木。大量的研究和應(yīng)用實(shí)踐表明:摻加膨脹劑，形成補(bǔ)償收縮，是抑制早期收縮裂縫最方便最經(jīng)濟(jì)、最有效的措施[3]。粉煤灰作為混凝土摻和料

2、被廣泛運(yùn)用于混凝土生產(chǎn)，但是其早期強(qiáng)度低，無(wú)法，所以高強(qiáng)混凝土中的摻量一般較小。本文以正交試驗(yàn)的方法主要研宂配置參數(shù)膨脹劑、MP、過(guò)0.045mm篩粉煤灰3個(gè)因素對(duì)水泥基材料強(qiáng)度的影響。關(guān)鍵詞：正交試驗(yàn);配合比;微觀結(jié)構(gòu);作者簡(jiǎn)介：柯旭(1993年生)，男，漢族，貴州甕安人，本科在讀。作者簡(jiǎn)介：楊華山(1976年生)，男，漢族，甘肅武威人，武漢大學(xué)博士，主要從事建筑材料方面的研究?；穑?016年貴州省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃，項(xiàng)B編號(hào)：(201610663005)1試驗(yàn)1.1試驗(yàn)材料(1)水泥:試驗(yàn)所用水泥為西南P?042.5普通硅酸鹽水泥。水泥各項(xiàng)物理檢測(cè)檢測(cè)結(jié)果如表1所示，水泥主要化學(xué)

3、成分如表2所示。下載原表表2P*042.5水泥的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%）⑵MP:MP是自主配制的一種新型混合材料。利用掃描電鏡對(duì)干燥后的MP的形貌放大到1000倍和2000倍進(jìn)行丫觀察，可以看到大部分都是表面光滑的小球。并對(duì)MP進(jìn)行激光粒度分析，可以看到MP的平均粒徑為1.805um，尺寸在0.811um-5.834um以?xún)?nèi)范圍以?xún)?nèi)的MP占總量的90%,尺寸在0.811um以下的MP占總量的10%。⑶膨脹劑:試驗(yàn)用膨脹劑為貴州某公司提供，對(duì)其進(jìn)行X射線衍射分析，可以看出膨脹劑的主要礦物組分是石膏和碳酸鈣。（4）粉煤灰:粉煤灰是由貴陽(yáng)某建材有限公司提供的II級(jí)灰。將其過(guò)45um篩得到小于45

4、?的粉體（以下簡(jiǎn)稱(chēng)粉煤灰（篩））。為了分析粉煤灰（篩）粒度和粒度分布對(duì)其進(jìn)行激光粒度分析?？梢钥闯觯勖夯遥êY）的平均粒徑為12.731um,尺寸在2.285um-34.648um范圍內(nèi)的顆粒占總量的90%,尺寸在2.285um以下的顆粒占總量的10%。為丫分析粉煤灰（篩）對(duì)水化反應(yīng)的影響，又對(duì)其X射線衍射分析。可以看出粉煤灰（篩）的礦物組分主要是石膏、石英、莫來(lái)石。1.2試驗(yàn)方法探究新型混凝土耐磨劑的配合比，初選MP,膨脹劑，粉煤灰（篩）3個(gè)主要因素,每個(gè)因素選取3個(gè)水平，因素水平表如表3所示。為了簡(jiǎn)單又準(zhǔn)確的確定耐磨劑配合比采用正交試驗(yàn)，通過(guò)分析各因素對(duì)膠砂3d及28d抗壓強(qiáng)度（試件尺

5、寸為40mmX40mmX160mm）的影響以及影響規(guī)律，進(jìn)而確定最佳配合。表3因素水平表下載原表2結(jié)果與分析2.1試驗(yàn)結(jié)果正交試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。2.2結(jié)果分析（1）對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差分析和方差分析，其結(jié)果分別如表5、表6所示。表53d極差分析結(jié)果下載原表表63d方差分析結(jié)果下載原表（2）由表6可以得出，對(duì)于膠凝材料28d抗壓強(qiáng)度，各影響因素順序?yàn)?膨脹劑摻量一粉煤灰（篩）摻量一微珠摻量，對(duì)于28d抗壓強(qiáng)度膨脹劑摻量的影響相對(duì)其他兩個(gè)因素更為顯著，微珠和粉煤灰（篩）的摻量對(duì)膠凝材料強(qiáng)度的影響不大。（3）由各影響因素不同水平對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響趨勢(shì)可知，配制混凝土增強(qiáng)劑時(shí)，最佳配合比為A

6、3B2C3,即膨脹劑摻量為6%，微珠摻量為5%，粉煤灰（篩）摻量為8%[5-7]。3結(jié)論試驗(yàn)結(jié)果表明:在水化初期，膨脹劑摻量對(duì)水泥基材料的強(qiáng)度影響起較大作用，其次是粉煤灰（篩）摻量的影響;而隨著水化反應(yīng)進(jìn)行程度的不斷加深，MP和粉煤灰（篩）摻量逐漸取代膨脹劑的摻量;通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析，可以確定強(qiáng)度達(dá)到50MPa的新型復(fù)合材料增強(qiáng)劑的具體配合比，即膨脹劑摻量為6%，MP摻量為5%，粉煤灰（篩）摻量為8%。參考文獻(xiàn)[1]韓素芳.混凝土工程病害與修補(bǔ)加固[M].北京:海洋出版社，1996.[2]黃國(guó)興，陳改新.水工混凝土建筑物修補(bǔ)技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，1998.[3]劉崇

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