硅粉钢纤维混凝土的制备

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摘要：通过正交设计试验研究，得出了硅粉在钢纤维混凝土配比中最优掺量，并做了一定的理论分析。关键词：硅粉；钢纤维；混凝土；正交设计1前 言 硅粉钢纤维混凝土既可大量利用工业废弃物——硅粉，节约水泥，保护环境，又能得到优质的混凝土，已成为21世纪绿色高性能混凝土研究的一个重要方向。 硅粉钢纤混凝土就是在普通混凝土中掺入适量硅粉和钢纤维而成的一种新型复合材料，近年来在国内外得到迅速发展。它克服了混凝土抗拉强度低、极限延伸率小、性脆等缺点，具有优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐疲劳、高强、高韧性等性能，已在建筑、路桥、水工等工程领域得到应用。然而，硅粉钢纤维混凝土的组成成分多，各种材料性质差异大，给硅粉钢纤维混凝土施工应用带来不便。为此，作者采用正交设计试验方法，重点对硅粉钢纤维混凝土中硅粉、钢纤维等掺量的影响进行了研究。2 硅粉钢纤维混凝土正交试验
2。1 实验材料 水泥：试验选用秦岭牌42.5R普通硅酸盐水泥，并按照国家标准GB／T1346—2001对其进行了各项物理力学性能检测，为台格产品。 硅粉：试验所用硅粉为青海西宁山川铁合金厂生产，其化学成分见表1。 骨料：本次试验所用砂为西安泸河河砂，细度模数Mx=2.1。所用粗骨料为陕西泾河卵石，直径为5—15mm。 钢纤维：武汉汉森钢纤维有限责任公司生产的直径为0.17mm、长为15mm的钢纤维。 减水剂：HSP萘系高效减水剂。2。2 正交设计试验方案 本次试验目的主要是考核钢纤维掺量、硅粉掺量、水胶比和减水剂掺量等四个因素对硅粉}昆凝土强度的影响，从而找出最佳组合，制定最优配合比，考核指标为7d和28d混凝土抗压强度和混凝土抗劈拉强度。每个因素各制定4水平，具体数值见表2。并选择正交表L16 安排正交试验。 2。3 正交试验结果 取单位用水量为180kg／m3，砂率为38%。严格按试验条件进行试配，采用强制式搅拌机搅拌3min，振动台振动成型，试件尺寸为100mm * 100mm* l00mm，标准养护，按龄期试压，折算为150mm立方体抗压强度，试验结果见表3。 2。4 试验结果分析
2。4。1 极差分析 7d和28d强度试验结果的极差分析数据处理结果见表4和表5。 由表5可以看出，影响28d抗压强度各因素的主次关系为C>B>A>D，对抗劈拉强度为C>A>B >D。 用“综合平衡法”选出最优的组合条件为A 2B 4C1 D1 ，即钢纤维掺量为1.5% ；硅粉掺量为15% ；水胶比为0.28；减水剂掺量为0.75% 。2。4。2 方差分析 试验结果方差分析见表6。 由表6可以看出：对于7d抗压强度，水胶比为显著因素，减水剂掺量有一定的影响，而钢纤维掺量和硅粉掺量的影响较小；各因素对7d抗劈拉强度的影响都很小；对于28d抗压强度，水胶比的影响最显著，硅粉掺量有一定的影响。钢纤维掺量和减水剂掺量为不显著因素；对28d抗劈拉强度，只有水胶比的影响显著，其他因素的影响均不显著。3 结 论 1. 在钢纤维混凝土中加入硅粉，当硅粉掺量为15%以下时，强度随掺量的增加而增长。水胶比为0.28、减水剂掺量0.75% 、钢纤维掺量为1.5% 、硅粉掺量为15%时，混凝土的强度最高，效果最好 2. 硅粉钢纤维混凝土强度的影响因素较多，有些因素之间还相互影响，因此应当重视外加剂、掺台料、水泥等材料之间是否相容的问题 。

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