硅粉鋼纖維混凝土的制備
2006-06-05 00:00
摘要：通過正交設計試驗研究，得出了硅粉在鋼纖維混凝土配比中最優(yōu)摻量，并做了一定的理論分析。
關鍵詞：硅粉；鋼纖維；混凝土；正交設計
1 前 言
硅粉鋼纖維混凝土既可大量利用工業(yè)廢棄物——硅粉，節(jié)約水泥，保護環(huán)境，又能得到優(yōu)質(zhì)的混凝土，已成為21世紀綠色高性能混凝土研究的一個重要方向。
硅粉鋼纖混凝土就是在普通混凝土中摻入適量硅粉和鋼纖維而成的一種新型復合材料，近年來在國內(nèi)外得到迅速發(fā)展。它克服了混凝土抗拉強度低、極限延伸率小、性脆等缺點，具有優(yōu)良的抗拉、抗彎、抗剪、阻裂、耐疲勞、高強、高韌性等性能，已在建筑、路橋、水工等工程領域得到應用。然而，硅粉鋼纖維混凝土的組成成分多，各種材料性質(zhì)差異大，給硅粉鋼纖維混凝土施工應用帶來不便。為此，作者采用正交設計試驗方法，重點對硅粉鋼纖維混凝土中硅粉、鋼纖維等摻量的影響進行了研究。
2 硅粉鋼纖維混凝土正交試驗
2。1 實驗材料
（1）水泥：試驗選用秦嶺牌42.5R普通硅酸鹽水泥，并按照國家標準GB／T1346—2001對其進行了各項物理力學性能檢測，為臺格產(chǎn)品。
（2）硅粉：試驗所用硅粉為青海西寧山川鐵合金廠生產(chǎn)，其化學成分見表1。
（3）骨料：本次試驗所用砂為西安瀘河河砂，細度模數(shù)Mx=2.1。所用粗骨料為陜西涇河卵石，直徑為5—15mm。
（4）鋼纖維：武漢漢森鋼纖維有限責任公司生產(chǎn)的直徑為0.17mm、長為15mm的鋼纖維。
（5）減水劑：HSP萘系高效減水劑。
2。2 正交設計試驗方案
本次試驗目的主要是考核鋼纖維摻量（A）、硅粉摻量（B）、水膠比（C）和減水劑摻量（D）等四個因素對硅粉}昆凝土強度的影響，從而找出最佳組合，制定最優(yōu)配合比，考核指標為7d和28d混凝土抗壓強度和混凝土抗劈拉強度。每個因素各制定4水平，具體數(shù)值見表2。并選擇正交表L16 （45）安排正交試驗。
2。3 正交試驗結(jié)果
取單位用水量為180kg／m3，砂率為38%。嚴格按試驗條件進行試配，采用強制式攪拌機攪拌3min，振動臺振動成型，試件尺寸為100mm * 100mm* l00mm，標準養(yǎng)護，按齡期試壓，折算為150mm立方體抗壓強度，試驗結(jié)果見表3。
2。4 試驗結(jié)果分析
2。4。1 極差分析
由表5可以看出，影響28d抗壓強度各因素的主次關系為C>B>A>D，對抗劈拉強度為C>A>
B >D。
用“綜合平衡法”選出最優(yōu)的組合條件為A 2B 4C1 D1 ，即鋼纖維摻量為1.5% ；硅粉摻量為15% ；水膠比為0.28；減水劑摻量為0.75% 。
2。4。2 方差分析
試驗結(jié)果方差分析見表6。
由表6可以看出：對于7d抗壓強度，水膠比為顯著因素，減水劑摻量有一定的影響，而鋼纖維摻量和硅粉摻量的影響較小；各因素對7d抗劈拉強度的影響都很??；對于28d抗壓強度，水膠比的影響最顯著，硅粉摻量有一定的影響。鋼纖維摻量和減水劑摻量為不顯著因素；對28d抗劈拉強度，只有水膠比的影響顯著，其他因素的影響均不顯著。
3 結(jié) 論
1. 在鋼纖維混凝土中加入硅粉，當硅粉摻量為15%以下時，強度隨摻量的增加而增長。水膠比為0.28、減水劑摻量0.75% 、鋼纖維摻量為1.5% 、硅粉摻量為15%時，混凝土的強度最高，效果最好
2. 硅粉鋼纖維混凝土強度的影響因素較多，有些因素之間還相互影響，因此應當重視外加劑、摻臺料、水泥等材料之間是否相容的問題 。
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