混凝土配合比正交试验设计方法应用

基于正交试验高强混凝土的配和比分析
高强混凝土具有强度高、耐久性好等特点，可以满足一些特殊工程的需要，但是其配
合比的设计较为复杂。

为了确定高强混凝土最佳配合比，可以采用正交试验方法进行分析。

正交试验是一种多因素多水平的试验方法，在多个因素对实验结果有影响时，通过对
每个因素不同水平的组合进行试验，从而确定各因素对实验结果的主次影响程度。

针对高
强混凝土的配合比设计，可以选择影响混凝土强度的几个主要因素，如水灰比、粉煤灰掺量、石子级配等，并设定不同水平进行组合试验。

在试验中，首先要确定正交试验的因素和水平，这需要根据实际工程需要和已有经验
进行综合考虑。

然后根据正交表进行试验设计，选择试验方案和样本数量，进行混凝土配
合比的制备和强度测试。

最后对试验结果进行统计分析，以确定各因素对混凝土强度的影
响程度，并确定最优配合比。

正交试验方法可以有效地降低混凝土配合比设计的成本和时间，同时提高混凝土强度
和耐久性。

但是需要注意的是，正交试验只是一种试验设计方法，需要结合实际情况进行
评估和优化。

并且在实际施工中，还需要考虑混凝土材料的质量和施工工艺等因素，以保
证最终施工效果。

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。

混凝土配合比设计及应用一、前言混凝土是建筑工程中常用的一种材料，其性能直接关系到工程质量和安全。

混凝土配合比设计是混凝土工程中最为重要的一项工作，合理的设计可以保证混凝土的强度、耐久性和使用寿命等方面的要求。

本文将从混凝土配合比设计的基本原理、步骤、注意事项以及具体应用等方面进行介绍，希望对读者有所帮助。

二、混凝土配合比设计的基本原理混凝土配合比设计是指根据混凝土所需的力学性能、耐久性能以及施工要求等要素，通过合理的配合比设计得出一种混凝土配合比方案。

混凝土配合比设计的基本原理是在保证混凝土强度、耐久性和使用寿命等方面的要求下，尽量减少混凝土的水泥用量，并保证混凝土的工作性能和施工性能。

三、混凝土配合比设计的步骤1.确定混凝土的性能要求混凝土的性能要求包括强度等级、泵送性能、耐久性要求等。

2.选择原材料选择原材料要考虑原材料的质量、可获得性、成本等因素，同时要保证原材料的稳定性和一致性。

3.确定水胶比水胶比是指水与水泥和其他胶凝材料的质量比。

水胶比的选择要考虑混凝土的强度、工作性能、耐久性等因素。

4.确定水泥用量水泥用量的确定需要考虑混凝土的强度、耐久性、施工性能等因素，同时要尽量减少水泥用量，减少混凝土的成本。

5.确定骨料用量和配合比骨料用量和配合比的确定需要根据混凝土的强度、工作性能、耐久性等要求，同时要考虑骨料的粒径、形状、含泥量等因素。

6.确定混凝土施工工艺混凝土施工工艺包括搅拌、运输、浇筑、密实等环节，需要根据混凝土的性能要求和实际施工情况进行综合考虑。

7.确定混凝土配合比方案根据以上步骤确定混凝土配合比方案，并进行试配和试制，检验其性能符合设计要求。

四、混凝土配合比设计的注意事项1.混凝土配合比设计需要根据实际情况进行综合考虑，不能简单地套用别人的设计方案。

2.混凝土配合比设计需要考虑原材料的质量和成本等因素，不能为了追求性能而忽略成本控制。

3.混凝土配合比设计需要注意混凝土的施工性能，不能过分追求强度而忽略施工性能。

第２０卷第３期　２００２年９月　佛山科学技术学院学报（自然科学版）　Ｖｏ１．２Ｏ　Ｎｏ．３　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｆｏｓｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ）　Ｓｅｐ．２００２　

文章编号：１００８—０１７１（２ＯＯ２）０３—００３３—０５　

正交试验法在自密实　混凝土配合比设计中的应用研究　

雷元新　，周绍缨　，冼伟华。，李本强。，李奇逊　（１．佛山科学技术学院土木工程建筑系．广东佛山５２８ＯＯＯ：　２．广东省六建集团有限公司，广东佛山５２８０００；３．五邑大学，广东江门５２９）２０）　

摘要：本文根据自密实混凝土流变性特点，筛理出影响流变性的８种主要因素．并按ｌ　２７（３　）正　交试验表设汁混凝土的配合比，经试验与优化分析．确定了多个强度等级的自密实混凝土适用配　合比，并在复演性试验和工程应用中加以验证。　关键词：正交试验；自密实混凝土；配合比设计　中图分类号：ＴＵ５２８　文献标识码：Ａ　

自密实混凝土通常也是高性能混凝土，它除具有优异的工作性能，如：高流动性，高抗分　离性，高间隙通过能力，高填充能力，施工性能经时损失小，持续时间长等特性外，它还具有　较好的力学性能和较高的耐久性。根据流变学的原理，可将混凝土自密实的机理解释为，拌　合物的屈服剪应力较小，塑性粘度足够使骨料悬浮于水泥浆中，不离析和泌水，能自由流淌　并通过钢筋间隙等狭窄空间不被堵塞，且均匀填充密实模板各个角落，从而能避免因振捣不　足或不能振捣造成的空洞、蜂窝、麻面等质量缺陷。可见，自密实混凝土配制的关键是满足良　好的流变性能要求。影响自密实混凝土流变性能的因素多而复杂，通常需要做大量的试配试　验才能找准适用的配合比。正交试验法　具有“均衡分散性”和“综合可比性”的特点，是研究　和处理多因素试验的一种科学方法，按该方法进行混凝土配合比试验其结果能客观地反映　制配规律、较方便地进行配合比优化；利用正交试验设计表安排试验，还能避免盲目性的试　验，大幅减少试验次数、缩短研制时间。　

建材发展导向2018年第02期64在日新月异的施工技术的情况下，许多新兴工程对混凝土本身有着不同要求，有的要求强度，有的要求和易性，有的要求耐久性，可以说，过去简单的混凝土分级已经满足不了目前过多的要求，而想要对混凝土本身的质量特点进行改变，则要从配合比入手，砂子、水、石子等基础材料的不同配合比，外掺料与基本材料的配合比，这些不同的配合比所配出的混凝土所具有的特点也是有所不同的。

而本文则是利用正交设计这一方法来检验配合比结果所能够起到的作用。

1　正交设计简介正交设计在对于多种元素多种水平方面的试验有着很大的便利性，我们可以从正交设计的特点入手，正交设计最大的特点就是从海量的实验结果中，利用一定的规律，挑选出其中最具有代表性的部分试验结果，并以此来形成一个较全面实验方法来说更有规律性的表格来进行解读。

在对各项因素与水平进行科学的对比后得到实验结果。

笔者通过采用正交设计，仅仅需要九次实验便可以得到准确的数据，并且准确度并不比全面实验方法少很多。

在过往的正交设计中，许多数据需要人工去处理，时间与精力的付出很多，但是现在计算机的快速发展让这种情况有了很大的改善，只需要将数据输入电脑，只需很少的时间，便可以得到结果，并且准确程度大幅提升。

2　工程概况该工程为地下室，对与混凝土的设计强度要求为C35，而施工工期主要在夏季，天气炎热，所以需要混凝土在水化热方面要有足够的低，来节约成本。

3　配合比试验3.1　试验目的在混凝土设计强度要求确定的情况下，单单考虑外掺料的不同比例对于混凝土的不同影响，来得到满足设计的掺量与配合比。

而经过过往的大量实验，可以得到以下结论，在膨胀剂作为外掺料的情况下，混凝土都能够满足抗渗性能的要求，所以此项要求不作为正交设计的条件之一。

3.2　原材料情况p.o42.5水泥、Ⅱ级粉煤灰、5-20mm 碎石、2.8细度模数河砂、膨胀剂、减水剂。

3.3　确定主要影响因素（1）水灰比对于混凝土的各项性能都是有着极大的影响，其中最大的就是影响混凝土的强度与和易性，而另一部分，它也会影响到混凝土的抗渗性能，而对于部分对于抗渗有要求的混凝土，水灰比应该控制在0.45-0.48左右，以免影响到抗渗性能。

混凝土配合比设计及应用混凝土是建筑工程中最常用的材料之一，它广泛应用于建筑物、道路、桥梁等建筑工程中。

混凝土的性能取决于其配合比设计，因此，混凝土配合比设计是建筑工程中非常重要的一个环节。

一、混凝土配合比设计的目的混凝土配合比设计的目的是为了确定混凝土中各种材料的配合比，以达到所需的强度、耐久性和施工性能。

混凝土的强度和耐久性是建筑工程中最重要的性能指标，因此，混凝土配合比设计必须严格按照规范要求进行。

二、混凝土配合比设计的方法混凝土配合比设计的方法主要有试验法和计算法两种。

1. 试验法试验法是通过实验来确定混凝土配合比的方法，主要包括试块制作、试验和结论三个步骤。

试块制作：按照规范要求制作混凝土试块，并在试块上标注试验日期、试块编号和配合比等信息。

试验：在试验室中对试块进行强度试验，并记录试验结果。

结论：根据试验结果，确定混凝土的配合比。

试验法的优点是准确可靠，可以根据实际情况进行调整。

缺点是需要较长的试验时间和较高的实验成本，同时试验结果受到试验条件的影响。

2. 计算法计算法是通过计算来确定混凝土配合比的方法，主要包括按规范计算和经验计算两种。

按规范计算：根据规范中的公式计算混凝土配合比，如GB 50007-2011 中的公式。

经验计算：根据经验公式和经验数据计算混凝土配合比，如混凝土最小配合比法、混凝土最大配合比法等。

计算法的优点是简单快捷，适用范围广，但缺点是精度相对较低，需要在实际工程中进行调整。

三、混凝土配合比设计的要求混凝土配合比设计必须满足以下要求：1. 根据工程用途和要求确定混凝土的强度等级和耐久性等级。

2. 根据材料特性和规范要求确定混凝土配合比中各种材料的用量和比例。

3. 考虑施工条件和工程要求，确定混凝土的施工性能，如流动性、坍落度等。

4. 对混凝土配合比进行试验或计算，确定混凝土配合比。

5. 对混凝土配合比进行调整和优化，确保其符合规范要求。

四、混凝土配合比设计的应用混凝土配合比设计的应用主要包括以下方面：1. 混凝土强度等级的确定混凝土强度等级的确定是混凝土配合比设计的重要目标之一。