正交试验方法在滑模摊铺水泥混凝土路面配合比设计中的应用
【摘 要】 本文阐述了滑模摊铺水泥混凝土路面配合比的正交试验方法以及混凝土在工程中的应用情况。
1 前言
水泥混凝土路面滑模施工是一种采用滑模摊铺机摊铺水泥混凝土路面的一种新的施工工艺方式,其混凝土配合比设计应当满足四项基本要求:弯拉强度、工作性、耐久性和经济性。广西兴六高速公路L2合同段施工里程为K0+000~K18+436.05,混凝土数量为106200m³;沿线年平均气温为21.8℃,最低-0.4℃;该路面宽25.5m,混凝土板厚0.26m;路面施工时,分二幅每幅宽11m,采用CIMSF6004滑模摊铺机一次完成摊铺,其路面混凝土主要技术指标见表1。水泥混凝土配合比的设计采用正交试验方法,不仅可以取得最佳混凝土配合比,确保混凝土路面质量,也可以降低混凝土成本。
2 原材料的比选
原材料质量的优劣直接关系到路面混凝土的强度和滑模施工后的效果,特别是粗集料和外加剂的质量对混凝土的质量影响非常大,表2是对原材料比选的结果。
3.2 施工验证
在施工现场采用了单掺外加剂的配合比(A3B2C1),即水泥∶砂∶碎石∶外加剂∶水=327∶695∶1235∶7.2∶144,改善了混凝土“蜂窝麻面”和不可滑现象;混凝土板面的“微观构造”、密度和平整度得到了改善;混凝土水泥用量减少,降低了成本。但混凝土坍落度过大时易出现坍边、溜肩现象;风速过大且养护未跟上时混凝土表面易出现龟裂现象。
为了进一步改善混凝土的性能,使混凝土具有良好的可滑性、和易性并降低混凝土成本,可采用掺粉煤灰和外加剂(“双掺”技术)的方法来实现。
4 “双掺”混凝土配合比设计
4.1 配合比设计
采用正交试验方法进行混凝土配合比设计。首先算出基准配合比用量,再按Ⅱ级粉煤灰10%的超量取代法(因水泥中掺有10%的外掺料)进行计算,其超量系数K=1.5,取代量为水泥用量的f0=15%。
(1)因素水平(见表7)。
4.2 施工运用
“双掺”混凝土配合比(A1B3C3D3)即水泥∶砂∶碎石∶粉煤灰∶外加剂∶水=291∶697∶1239∶49∶8.1∶136在工程中的应用,取得了良好的技术、经济效益。
(1)掺粉煤灰后,使混凝土的可滑性、和易性得到进一步的改善,对混凝土坍落度要求也降低了,前场控制在25mm~35mm,后场为35mm~45mm。
(2)混凝土粘度系数增加了,减少了“塌边、溜肩、蜂窝、麻面”等现象,更好地解决了混凝土路面的平整度和龟裂现象。
(3)经济价值得到了更好的体现,有关成本分析见表11。
(4)通过全线摊铺效果来看,采用掺粉煤灰和LD外加剂已完全能满足滑模施工技术的“四项”基本要求,即:“弯拉强度、工作性、耐久性和经济性”;路面平整度合格率91%;构造深度合格率100%;混凝土钻芯抗劈裂强度合格率100%。
5 结束语
(1)正交试验方法与普通试验方法的区别,主要是试验次数不同;正交试验方法能用最少的试验次数得出最佳的试验方案。
(2)采用正交试验方法优选配合比设计,也可以在其它混凝土用量较大的工程中运用。
(3)正交试验过程中特别要注意原材料的材质鉴定准确性,以及试配过程中的计量误差等。
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