基于正交试验的混凝土腐蚀研究

基于正交试验的外加剂对混凝土力学性能的试验研究
马梦娜;安亚强;武强;丁瑶;张伟
【期刊名称】《砖瓦》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】为了探究复掺外加剂对混凝土的韧性和抗裂性能的影响规律,以期解决工程防护和加固过程中的混凝土开裂、剥落等工程实际问题,通过正交试验研究了速凝剂、早强剂、膨胀剂和粉煤灰对混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度的影响规律。

试验结果表明:速凝剂能显著改善混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度;复合早强剂能有效提高混凝土的劈裂抗拉强度;粉煤灰和膨胀剂对混凝土28d抗压强度和劈裂抗拉强度没有显著影响。

通过方差分析和数据拟合,可得早强剂和速凝剂的建议掺量分别为4%和1.5%,膨胀剂的最优掺量为3%,粉煤灰的最优掺量为25%。

【总页数】4页(P28-31)
【作者】马梦娜;安亚强;武强;丁瑶;张伟
【作者单位】陕西工业职业技术学院土木工程学院;浙江华东工程咨询有限公司【正文语种】中文
【中图分类】TU528.042
【相关文献】
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4.
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基于正交设计法的混凝土配合比试验研究摘要：混凝土配合比设计直接决定混凝土的质量与强度，利用正交试验法对配合比进行设计，对各因素水平进行极差分析、方差分析。

结果表明：正交表安排试验能够筛选出代表性较强的少数试验，进而来得出最优或较优的试验条件，正交试验与分析是实现混凝土最优配合比设计的重要方法。

关键词：配合比；正交试验；极差；方差1 引言混凝土配合比设计是混凝土领域的一个重要的研究课题。

随着高强、高性能混凝土的推广应用，影响混凝土性能的因素越来越多，因素之间的关系更加复杂，单凭经验判断很难达到预期要求，必须通过试验设计及分析来选择各个因素的最佳试验状态。

试验设计的种类很多，包括正交试验、均匀试验等。

其中正交试验设计是研究与处理多因素试验的一种方法，它是在实际经验与理论认识的基础上，利用一种排列整齐规格化表来安排试验，这种正交表具有“均匀分散，齐整可比”的特点。

利用正交表安排试验，能够筛选出代表性较强的少数试验来得出最优或较优的试验条件。

2 混凝土强度正交试验在混凝土配合比中，水胶比、胶凝材料用量、砂率、外加剂掺量等多种因素均对混凝土强度和质量有影响。

本试验研究水胶比、胶凝材料用量、砂率、粉煤灰掺量这四个因素及每个因素的数量水平对混凝土强度的影响。

即：水胶比以A 表示，选取0.42、0.44、0.46、0.48这4个变化水平作为试验条件；胶凝材料用量以B表示，选取330kg、360kg、390kg、420kg这四个变化水平作为试验条件；砂率以C表示，选取38%、40%、42%、44%这四个变化水平作为试验条件；粉煤灰掺量以D表示，选取10%、15%、20%、25%这四个变化水平作为试验条件。

其中粉煤以超量取代系数1.5来取代水泥。

具体见表1所示。

表1正交水平与因素安排上述的4因素4水平正交表，如果按照全面试验的方法，需要做4×4×4×4=256次试验，才能覆盖全部的组合条件，而选用正交试验设计，在条件考察范围内，选择代表性强的少数试验，仅做16次试验，就能找到最优或较优的方案。

Constr.Build.Mater.：现有钢筋混凝土结构腐蚀检测与防护研究进展文献精读Constr. Build. Mater. :现有钢筋混凝土结构腐蚀检测与防护研究进展背景介绍钢筋混凝土是如今使用最广泛的基础设施建筑材料。

然而，混凝土内部钢筋易受碳化或氯化物侵蚀，引起腐蚀，从而降低钢筋的力学性能，缩短钢筋混凝土结构服役寿命。

为了评估腐蚀结构的剩余性能，在过去几十年中进行了广泛的研究，提出了腐蚀程度与各种性能指标（如腐蚀引起的裂缝宽度、粘结滑移关系、腐蚀钢筋的力学参数、腐蚀构件的承载能力等）之间的大量经验和理论关系。

然而，为了将这些相关性用于结构评估，必须首先准确确定腐蚀水平，这对于在役结构来说是困难的。

近年来，研究人员已开发出针对混凝土中钢筋腐蚀状况的多种检测方法，但仍需开发适用于现有结构的准确腐蚀检测方法。

研究出发点目前，仍缺乏对钢筋混凝土腐蚀检测方法及腐蚀防护方法最新进展的全面综述。

全文速览华中科技大学土木与水利工程学院张世顺课题组综述了基于与钢筋腐蚀过程相关的电化学和物理原理的直接检测方法和基于钢筋混凝土腐蚀损伤测量的间接检测方法，并总结了现有钢筋混凝土结构的防腐方法和相关机理，讨论了可以实现加固和保护双功能方法，最后指出了这些方法可能面临的挑战。

相关论文以“A review on corrosion detection and protection of existing reinforced concrete (RC) structures”为题，于2022年发表在Construction and Building Materials上。

图文解析（1）混凝土中钢筋的腐蚀机理健康的钢筋混凝土结构具有高碱性环境（pH≥13），钢筋在以氢氧化钙为主的孔隙中，表面可以形成一层钝化膜，保护钢筋免受腐蚀。

但决定腐蚀与否，除pH值外，还有电化学电位。

泡佩克斯图（也称电位-pH图）综合考虑两种影响因素，给出各种热力学稳定情况。

中图分类号：TU528文献标识码：A文章编号：1001-6945（2023）06-25-03本栏编辑：李瑜随着城镇化速度的加快，混凝土构造物和不具备透水性的道路造成了城市日益突出的“热岛效应”。

据统计，我国每1万m 2建筑会产生建筑废弃物500t~600t ，但是再生利用率只有5%[1]。

研究利用建筑垃圾再生骨料制备透水混凝土不仅可以解决建筑垃圾问题，还能解决城市热岛效应问题。

欧美、日本等一些发达国家已对透水混凝土进行了大量的研究，并将其应用于公园内道路、步行街、广场、人行道和中央隔离带及停车场等[2]，透水混凝土的技术发展已达到了实用化阶段[3]。

我国在透水混凝土研究上起步晚，应用技术低，但近些年来也进行了大量的研究，并取得了一些成就。

目前，关于透水混凝土的性能研究较多，而将再生骨料应用于透水混凝土的性能及影响因素研究较少。

因此，对再生骨料透水混凝基于正交试验的再生透水混凝土力学性能研究*张云宁权宗刚浮广明王科颖高飞燕（1.西安墙体材料研究设计院有限公司，陕西西安710061；2.陕西朗博环保科技有限公司，陕西西安710075）摘要：基于正交试验对再生透水混凝土力学性能进行分析研究，利用极差法和方差法对再生透水混凝土力学性能进行分析，结果表明：影响抗压强度的因素顺序为再生骨料取代率>设计孔隙率>水胶比>粗骨料级配，但水胶比和粗骨料级配的影响差别不大，对抗压强度的影响都不显著。

碎石透水混凝土主要是水泥浆体发生破坏，再生骨料透水混凝土首先在骨料内部发生破坏。

随着再生骨料取代率、水胶比增大，抗压强度增大；随着设计孔隙率增大，抗压强度减小；随着骨料级配的增大，抗压强度先减小后增大。

再生透水混凝土最佳配合比：设计孔隙率为15%、粗骨料级配为4.75mm~9.5mm 、水胶比为0.3、再生骨料取代率为100%。

关键词：正交试验；再生透水混凝土；力学性能；最佳配合比*基金项目：陕西省重点研发计划“垃圾资源化利用关键技术研究与示范”（2022SF-608）Abstract:This paper analyzes the mechanical properties of recycled permeable concrete based on orthogonaltests.The range method and variance method were used to analyze the physical properties of recycled perme⁃able concrete,and the results showed that the factors affecting compressive strength were as follows:the re⁃placement rate of recycled aggregate >the design porosity >the water-adhesive ratio >coarse aggregate grad⁃ing,and the influence of water-to-adhesive ratio and coarse aggregate gradation is not much different,and the influence of compressive strength is not significant.Crushed stone permeable concrete is mainly a cement slur⁃ry that undergoes damage,and recycled aggregate permeable concrete first undergoes damage inside the aggre⁃gate.The replacement rate and water-to-adhesive ratio of recycled aggregate increased,and the compressive strength increased;the design porosity increases and the compressive strength decreases.With the increase of aggregate gradation,the compressive strength first decreases and then increases.The best mixing ratio of recy⁃cled permeable concrete is:the design porosity is 15%,the coarse aggregate grading is 16~19mm,the water-to-adhesive ratio is 0.3,and the replacement rate of recycled aggregate is 100%.Key Words:orthogonal test,recycled permeable concrete,mechanical property,optimal fit ratio Study on mechanical properties of recycled permeable concrete based on orthogonal testZHANG Yun-ning QUAN Zong-gang FU Guang-ming WANG Ke-ying GAO Fei-yan2023年第6期（总第426期）研究探讨土性能进行研究有很大的必要性。

基于正交试验高强混凝土的配和比分析1. 引言1.1 背景介绍高强混凝土是一种具有优异性能的新型建筑材料，其强度、耐久性和耐久性等性能明显优于传统混凝土。

在建筑工程中，高强混凝土被广泛应用于大型桥梁、高楼大厦等重要工程中，以提高结构的承载能力和使用寿命。

高强混凝土的配合比设计对混凝土的性能影响巨大。

传统的经验配合比设计方法往往存在一定的局限性，不能充分发挥高强混凝土的优势。

正交试验是一种有效的实验设计方法，可以通过有限的试验数据对多个因素进行全面而高效的研究，利用正交试验设计可以同时优化多个影响混凝土配合比的因素，找到最佳的配合比方案。

基于正交试验的高强混凝土配合比研究具有重要意义和深远影响。

通过系统地研究混凝土的原材料性能、配合比设计、施工工艺等方面，可以为高强混凝土的应用提供科学的依据和有效的配合比设计方法。

本研究旨在探究基于正交试验的高强混凝土配合比设计方法，为高强混凝土在工程实践中的应用提供技术支持和理论指导。

1.2 研究意义高强混凝土是一种在工程中广泛应用的新型混凝土材料，具有很高的抗压和抗弯强度，可以在工程结构中起到重要作用。

研究高强混凝土的配和比对其性能的影响，有利于优化混凝土配方，提高混凝土的力学性能和耐久性，从而延长工程结构的使用寿命，减少维护与修复成本，促进工程结构的可持续发展。

深入研究基于正交试验的高强混凝土配和比分析具有重要的实际意义和科学价值。

通过研究高强混凝土的配比优化，可以为混凝土工程提供可靠的技术支撑，推动混凝土工程的发展和进步。

通过正交试验设计，可以有效地降低试验次数，减少试验成本，提高研究效率，为混凝土配比的优化提供科学的方法和指导。

本研究对于推动高强混凝土的应用与发展具有重要意义。

1.3 研究目的研究目的是通过正交试验的方法，对高强混凝土的配和比进行分析，探讨不同比例下混凝土的性能表现，并寻求最优的配比方案。

通过对比不同配比下混凝土的抗压强度、抗折强度、抗渗性等性能指标，确定最佳的配比比例，提高混凝土的力学性能和耐久性，以满足工程建设的需求。

基于正交试验高强混凝土的配和比分析
正交试验是一种常用于工程实验设计中的统计技术，可以通过最少的试验次数来获取
最多的信息。

在混凝土配合比设计中，正交试验可以帮助工程师确定最佳的混凝土配合比，以满足特定的强度和耐久性要求。

本文将基于正交试验对高强混凝土的配合比进行分析，
旨在优化混凝土的性能，提高工程质量。

我们需要确定高强混凝土配合比试验的因素，一般包括水灰比、砂率、砂石比、水泥
用量等。

这些因素将影响混凝土的抗压强度、抗渗性能、耐久性等关键性能指标。

通过正
交试验，我们可以确定这些因素的最佳组合，以实现混凝土性能的最优化。

接下来，我们将通过正交试验设计矩阵来确定试验方案。

以水灰比、砂率、砂石比、
水泥用量为试验因素，通过正交试验设计矩阵确定各种因素的水平组合，以便进行配合比
试验。

通过对这些组合进行试验，我们可以获取不同条件下混凝土的性能参数，从而找到
最佳的配合比组合。

通过对试验数据的分析，我们可以得出高强混凝土的最佳配合比方案。

这个配合比方
案可以使混凝土具有最佳的抗压强度、抗渗性能和耐久性能，从而满足工程设计的要求。

除了基于正交试验进行高强混凝土配合比的研究外，我们还可以通过混凝土材料成分
的优化、掺合料的使用等途径来提高混凝土的性能。

这些方法可以与正交试验相结合，以
进一步提高混凝土的性能。

需要注意的是，正交试验虽然可以通过最少的试验次数来获取最多的信息，但在进行
混凝土配合比的研究时，还需要考虑到实际工程的复杂因素，如施工条件、材料供应等。

在确定最佳配合比方案时，还需要根据实际情况进行综合考虑。