高性能混凝土正交设计介绍.docVIP

第一节、正交设计简介 在工程施工中为了寻找有关数据，如混凝土水灰比、砂率、减水剂、混凝土粗细集料、混凝土胶凝材料等因素和混凝土强度的关系；沥青混凝土用油量、空隙率、矿料间隙率、流值、饱和度等指标和压实度之间的关系，在土木工程中这些例子很多。这就要求我们做大量实验，把所有的可能性做穷尽，最后找到最优点，这种方法称穷举法（又称均匀法或排列组合法）。采用这种方法，要花费大量的“工、料、机”而且有时还难以做到。举个例子，一个一平方公里的池塘，有一个最深点，我们如何找到它？比如说每个一米测量一次，我们需要测量1000×1000次，总共要测100万个点。这里只有纵横两个因素。如果多几个因素，试验量就会更大。按每天能测100点，需要27年才能测完。这样的试验是难以进行的。因此，我们必须寻找少做实验，尽快找到最优点的方法，这就需要混凝土配合比优化设计。 在公路工程设计、生产和试验检测等方面，为了达到优质、低消耗、高效等目的，需要用做实验的办法对有关因素的最优点进行选择，以得出最佳方案。这中选择的方法，称为华罗庚优选法后称为正交设计。 混凝土配合为什么要进行正交设计 混凝土配合比强度受水、水泥、砂率、外加剂、其他胶凝材料数量、外加剂等因素的影响。如果人为地改变这些因素，就会影响混凝土的强度。这些因素那些主要因素，那些是次要因素，那些因素起决定作用。这就要求我们试验检测工程师“抓主要矛盾”对起决定因素混凝土配合比进行研究，组织试验，以求得费用最低质量最好。 1、如何对高性能混凝土进行正交设计 例1：银巴一标在配置高性能混凝土时，如何掺用粉煤灰、石灰岩粉、硅粉以提高混凝土施工和易性、混凝土强度、耐久性等特性，如何确定各胶凝材料最优掺量？ 表7-1粉煤灰、石灰岩粉、 微硅粉胶砂配合比 编号 C （g） FA （g） LP (g) SF (g) S （g） W (g) Rf3/Rc3 (Mpa) RF28/RC28 (Mpa) 流动度 （mm） FPS-1 360 67.5 45 22.5 1350 225 6.1/30.9/=0.2 8.2/46.1=0.18 173 FPS-2 355.5 67.5 67.5 27 1350 225 5.9/31.2=0.18 10.5/58.7=0.18 172 FPS-3 351 67.5 90 31.5 1350 225 5.4/29.9=0.2 10.5/57.8=0.18 170 FPS-4 333 90 45 27 1350 225 5.9/26.3=0.22 10.3/62=0.17 175 FPS-5 328.5 90 67.5 31.5 1350 225 5.1/21.7=0.23 10/54.2=0.19 171 FPS-6 337.5 90 90 22.5 1350 225 4.9/21.0=0.23 10.2/60.4=0.17 170 FPS-7 306 112.5 45 31.5 1350 225 5.2/22.6=0.23 8.3/56.1=0.15 176 FPS-8 315 112.5 67.5 22.5 1350 225 5.7/24.6=0.23 10.3/58.4=0.18 178 FPS-9 310.5 112.5 90 27 1350 225 5.7/24.3=0.23 8.9/61=0.15 179 表7-2粉煤灰、石灰岩粉、 硅粉物理性能试验 编号 C （g） FA （g） PL (g) SF 初/终凝时间 (min) 标准稠度用水量(%) 安定性 (mm) FPS-1 350 75 50 25 225/362 157.5/500=31.5 0.5 FPS-2 320 75 75 30 247/356 157.7/500=31.5 0.5 FPS-3 290 75 100 35 220/326 157.9/500=31.6 0.5 FPS-4 320 100 50 30 291/388 155.0/500=31 0.5 FPS-5 290 100 75 35 306/370 157.8/500=31.6 0.5 FPS-6 275 100 100 25 403/474 157.6/500=31.5 0.5 FPS-7 290 125 50 35 247/302 155.9/500=31.2 0.5 FPS-8 275 125 75 25 287/379 154.5/500=30.9 0.5 FPS-9 245 125 100 30 298/357 154.5/500=30.9 0.5 注明： C为水泥掺量、FA为粉煤灰掺量、PL为石灰岩粉掺量、SF为硅粉掺量； 胶砂流动度、标准稠度用水量、安定性； 如果每个因素取三个