正交法在沙坪水电站工程泵送混凝土配合比设计中的应用.docx

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水利水电施工2010·第2期总第119期

正交法在沙坪水电站工程泵送混凝土配合比设计中的应用

王余鹏周琴王芹/(中国水利水电第五工程局有限公司)

【摘要】文章通过介绍沙坪水电站泵送混凝土配合比的设计过程，揭示并定量分析了影响泵混凝土坍落度和强度的主要因素，可供类似泵送混凝土的配合比设计参考。

【关键词】泵送混凝土配合比设计试验

1概述

沙坪水电站工程根据建筑物的布置和结构，大部分混凝土浇筑为泵送混凝土，其中C20泵送混凝土占所有泵送混凝土的90%。为了满足泵送混凝土的工作性能，所生产的混凝土必须流动性大、和易性好，坍落度一般要求为15～18cm。沙坪水电站工程开工后，首先结合所用材料，将水泥、粉煤灰、砂石骨料及外加剂进行材质及相关参数的试验，然后进行泵送混凝土的设计试验，通过试验、推算及正交程序确定混凝土最后的配合比。完善的试验程序和合理的正交推算，为沙坪水电站泵送混凝土顺利施工和质量保证奠定了基础。

2试验所用原材料

2.1水泥

水泥为四川夹江生产的规矩牌P.O42.5,其物理性

质见表1。

2.2骨料

混凝土生产所用骨料为青衣江上游芦山料场骨料，其主要指标见表2、表3。

2.3粉煤灰

混凝土拌制用粉煤灰采用成都关口电厂生产的Ⅲ级粉煤灰，其主要指标见表4。

表1水泥检测结果

名称

标准稠度

(%)

细度(%)

安定性

凝结时间(h:min)

抗折强度(MPa)

抗压强度(MPa)

表观密度(g/cm3)

初凝

终凝

3d

28d

3d

28d

P.O42.5

24.2

4.3

合格

2:47

4:29

6.3

10.1

23.4

45.5

3.15

表2卵石物理性能检测结果

项目

表观密度(kg/m3)

紧密密度(kg/m3)

堆积密度(kg/m3)

有机质含量

针片状含量

(%)

含泥量(%)

吸水率(%)

坚固性(%)

压碎指标

(%)

卵石(mm)

5～20

2720

1845

1670

浅于标准色

2.6

0.5

0.7

1.8

9.2

20～40

2730

1865

1690

3.3

0.3

0.6

1.4

40～80

2720

1885

1730

2.1

0.2

0.4

1.0

80～150

2720

1905

1740

1.9

0.1

0.3

0.9

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试验研究

表3砂颗粒级配检测结果

粒径(mm)

5.0

2.50

1.25

0.63

0.315

0.16

累计筛余(%)

4.31

18.50

31.33

43.2

70.60

82.62

注细度模数2.33。

表4粉煤灰检测结果

表观密度

含水率

细度

需水比

SO?含量

烧失量

(g/cm3)

(%)

(%)

(%)

(%)

(%)

2.10

0.2

20.4

98

2.19

6.92

2.4外加剂

混凝土拌制采用重庆灵通混凝土外加剂厂生产的LT-MNO高效减水剂。

3混凝土配合比正交试验

3.1因素与水平的选择

泵送混凝土试件制作和测试方法按照《水工混凝土试验规程》(DL/T5150—2001)的要求执行。根据泵送混凝土拌和物的主要组成成分，配合比设计正交表考虑各因素不交互作用和各因素对设计指标的影响程度及规律。

为了使根据试验结果配制的泵送混凝土的工作性能能够满足施工要求，选取了用水量、水泥用量、砂率、粉煤灰掺量、外加剂掺量作为试验的因素。

根据以往工程经验及相关参考书选取水平范围，因素与水平见表5。

表5因素与水平表

因素

水平

水灰比

用水量(kg)

砂率(%)

外加剂

掺量

(%)

粉煤灰掺量(%)

0.4

135

40

0.4

10

2

0.45

140

42

0.5

15

3

0.5

145

44

0.6

20

4

0.5

150

46

0.7

25

3.2正交试验方案设计

根据L?(4?)正交试验方案确定各个混凝土理论配合比，采用“假设重量法”进行配合比材料计算。根据经验取1m3混凝土重量为2400kg。按照试验号对应试验条件分别进行坍落度和抗压强度的试验。用数理统计方法对试验数据整理得到L?(4?)正交表(见表6)。

表6L?6(4?)正交表

序号

水泥用量

用水量

砂率

外加剂掺量

粉煤灰用量

粗骨料

坍落度

28d抗压强度

304

135

7