1、課題背景
自1992年世界環(huán)境保護發(fā)展會議后,“人類走可持續(xù)發(fā)展道路”作為世界性的課題被提高到前所未有的高度,各國政府正采取措施盡可能地節(jié)約資源、能源和減少對環(huán)境的污染。據(jù)報道，建筑業(yè)消耗世界資源近40%，其中建材生產(chǎn)又是主要環(huán)境污染源之一。
國外前幾年已在混凝土中大量使用摻合料以減少水泥熟料的耗用量，不少國家已制訂了在混凝土摻加各種礦物摻合料的使用。在這方面，我國起步較晚，且各地區(qū)發(fā)展很不平衡。上海市粉煤灰、礦渣微粉的利用率在全國處于領先地位。尤其是近年來，對高鈣粉煤灰應用研究和推廣力度明顯加大。上海建委科技委1996年9月份先后對“華能”、“電橋”、“鑫城” 牌高鈣粉煤灰組織了產(chǎn)品鑒定，并于1998年10月份發(fā)布地方標準DBJ08-230《高鈣粉煤灰混凝土應用技術規(guī)程》。與低鈣粉煤灰相比，高鈣粉煤灰具有活性高、需水量低的優(yōu)點。然而也存在由于含有f-CaO，而可能影響體積安定性的缺點，故此在混凝土中摻加高鈣粉煤灰應用技術的研究必須持慎重的態(tài)度。
利用粉煤灰顆粒球狀形貌效應提高新拌混凝土的變形性能，可改善混凝土的泵送性能。一般而言，積聚在水泥漿體與骨料界面區(qū)的水化產(chǎn)物Ca(OH)2是混凝土的薄弱環(huán)節(jié)。粉煤灰的化學成分中(SiO2+Al2O3+Fe2O3)含量一般在75%以上，SiO2、Al2O3和Fe2O3在液相中可與Ca(OH)2反應生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，這樣就減少或消除了混凝土中薄弱的Ca(OH)2結晶，改善了界面的粘結強度。粉煤灰具有“形態(tài)效應”、“微集料效應”和“活性效應”，這三大效應大大提高水泥水化產(chǎn)物的細觀堆積密實度，降低了混凝土的空隙率，改變了孔結構，減少了連通毛細孔的量，因此，相對普通混凝土而言，提高了混凝土抗?jié)B、抗凍和抗碳化能力。
生產(chǎn)礦渣硅酸鹽水泥時，通常采用礦渣和水泥熟料混磨工藝，由于兩種材料的硬度不一樣，粉磨后的細度也不一樣，使礦渣在水泥中的顆粒偏粗，而影響了礦渣潛在活性的發(fā)揮。而采用將礦渣按需要的細度粉磨，以礦渣微粉的形式直接摻入混凝土攪拌機生產(chǎn)礦渣微粉混凝土，既降低了能耗又利用了工業(yè)廢渣，是既節(jié)能又保護環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展道路。上海市地方標準DG/TJ08-501-1999《粒化高爐礦渣微粉在水泥混凝土中應用技術規(guī)程》于1999年9月份頒 布后，極大地推進了礦渣微粉在預拌混凝土中的應用，從而形成以水泥熟料為主、礦渣微粉及粉煤灰為輔的水泥基復合膠凝材料體系。寶山鋼鐵總廠年約產(chǎn)出300多萬噸高爐水淬礦渣。礦渣微粉品質指標分為S115、S105、S95，實際上上海地區(qū)目前應用的礦渣微粉基本都是S95。
如上所述，上海地區(qū)Ⅱ級高鈣粉煤灰、S95礦渣微粉已形成生產(chǎn)規(guī)模，通過對這兩種礦物摻合料在預拌泵送混凝土中的應用，可大幅降低水泥用量，還可在大體積混凝土中防止溫差裂縫，提高混凝土的耐久性，減輕對資源、能源和環(huán)境的負荷，提高混凝土質量，改善混凝土的可泵性，符合“走可持續(xù)發(fā)展道路”的原則，社會效益顯而易見。預拌混凝土生產(chǎn)企業(yè)在取得社會效益的同時，應通過對高鈣粉煤灰—礦渣微粉雙摻泵送混凝土配合比的優(yōu)化設計，在保證混凝土質量的前提下，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，做好配合比設計是對從事混凝土工程的技術人員的一個重要課題。
JGJ/T55-96《普通混凝土配合比設計規(guī)程》中推薦的配合比設計基本公式是針對水泥、水、砂、石四組分普通混凝土提出來的。在混凝土中摻加高鈣粉煤灰后，應根據(jù)上海市地方標準DBJ08-230-98《高鈣粉煤灰混凝土應用技術規(guī)程》中推薦的參數(shù)取用，對于Ⅱ級高鈣粉煤灰，超量系數(shù)取1.1～1.5，再結合GBJ146-90《粉煤灰混凝土應用技術規(guī)范》中推薦的粉煤灰混凝土配合比設計方法進行計算。若要在混凝土中再摻加礦渣微粉，對于等級為S95的礦渣微粉，其膠凝系數(shù)可根據(jù)摻量不同取1.00～0.90。無論是高鈣粉煤灰還是礦渣微粉，不管是采取膠凝系數(shù)還是超量系數(shù)來進行配合比計算，這些系數(shù)取值均為估算值，如果在混凝土中同時摻加礦渣微粉和粉煤灰組成復合膠凝材料，那么在復合膠凝材料中的水泥性能會因摻合料不同，相互影響而產(chǎn)生互補效應，取用這些系數(shù)估算值可能偏差更大。許多從事預拌混凝土配合比設計的工程技術人員都有這樣一個體會，對于同時摻加礦渣微粉和粉煤灰混凝土，套用JGJ/T55-96《普通混凝土配合比設計規(guī)程》中針對水泥、水、砂、石四組分普通混凝土提出的配合比設計的強度直線式作基準配合比設計，然后再用二個經(jīng)驗性的膠凝系數(shù)值(或超量系數(shù)值)進行混凝土配合比計算，不但配合比設計計算過程、試配小樣調試過程過于繁復，而且精度較差。
本課題的目的是：利用上海市目前市場上已形成生產(chǎn)規(guī)模的兩種礦物摻合料——Ⅱ級高鈣粉煤灰、S95礦渣微粉，與常用的幾種525普通硅酸鹽水泥和PII型硅酸鹽水泥，構成水泥基復合膠凝材料。通過大量試配試驗, 研究水泥基復合膠凝材料三組份(水泥、礦渣微粉、粉煤灰)所占百分比不同時，水膠比與混凝土強度之間是否存在Bolomey線性關系，如果存在，進一步回歸出直線方程式中兩個回歸系數(shù)A和B。從而根據(jù)回歸出來的Bolomey公式，進行混凝土配合比設計。
2、原材料
(1)水泥：共選取5個生產(chǎn)廠家2個品種的525水泥，其物理性能如表1。
(2)礦粉：選取了上海水泥廠、吳淞水泥廠、東溝水泥廠3個生產(chǎn)廠家的S95礦渣微粉，其產(chǎn)品均是由寶鋼高爐水淬礦渣磨細而來，寶鋼水淬高爐礦渣化學成分如表2。
三家廠S95礦渣微粉技術質量指標如表3。
表1
|
水泥商標標號品種
|
南新525P.O
|
525P.O
|
泰立525P.O
|
嘉新525P.O
|
雙鳳P.Ⅱ型525R
|
||
|
水泥生產(chǎn)廠家
|
南新水泥廠
|
浦東水泥廠
|
聯(lián)合水泥廠
|
嘉新水泥有限公司
|
小野田水泥有限公司
|
||
|
細度(篩余量，%)
|
2.9
|
2.1
|
0.7
|
0.2
|
比表面積為354m2/kg
|
||
|
標準稠度，%
|
27.6
|
25.2
|
27.00
|
26.1
|
—
|
||
|
凝結時間
|
初凝
|
2h14
|
1h45
|
2h01
|
2h10
|
2h00
|
|
|
終凝
|
3h04
|
2h40
|
2h46
|
3h05
|
2h55
|
||
|
安定性(雷氏夾)
|
合格
|
合格
|
合格
|
合格
|
合格
|
||
|
強度
(MPa) |
抗折
|
3天
|
6.4
|
6.1
|
6.1
|
7.1
|
6.8
|
|
28天
|
9.5
|
9.5
|
8.4
|
10.6
|
9.6
|
||
|
抗壓
|
3天
|
35.2
|
34.2
|
35.5
|
38.3
|
42.1
|
|
|
28天
|
69.1
|
63.4
|
62.3
|
63.7
|
73
|
||
表2 水淬高爐礦渣化學分析
|
化學成分
|
SiO2
|
Fe2O3
|
Al2O3
|
CaO
|
MgO
|
MnO
|
全S
|
K*
|
B**
|
|
含量(%)
|
34.32
|
0.54
|
15.06
|
39.57
|
5.96
|
1.76
|
0.70
|
1.68
|
1.77
|
*K(質量系數(shù))=(CaO+MgO+Al2O3)/(SiO2+MnO)
**B(堿度)=(CaO+MgO+Al2O3)/SiO2
表3
|
礦渣微粉
生產(chǎn)廠家 |
流動度比(%)
|
比表面積(m2/kg)
|
SO3(%)
|
活性指數(shù)(%)
|
||||||
|
7d
|
28d
|
|||||||||
|
標準
|
實測
|
標準
|
實測
|
標準
|
實測
|
標準
|
實測
|
標準
|
實測
|
|
|
吳淞水泥廠
|
95
|
101
|
380
|
408
|
＜4.0
|
1.62
|
≥70
|
76
|
≥95
|
105
|
|
東溝水泥廠
|
95
|
106
|
380
|
392
|
＜4.0
|
0.04
|
≥70
|
82
|
≥95
|
105
|
|
上海水泥廠
|
95
|
99
|
380
|
573
|
＜4.0
|
1.00
|
≥70
|
72
|
≥95
|
103
|
(3)高鈣粉煤灰：電橋實業(yè)有限公司Ⅱ級高鈣粉煤灰，其技術質量指標如表4。
表4
|
性能指標
|
細度(45μm篩余%)
|
燒失量(%)
|
需水量(%)
|
SO3(%)
|
含水量(%)
|
f-CaO(%)
|
|
檢測結果
|
19.5
|
1.32
|
95
|
1.40
|
0.31
|
2.42
|
(4)石子：5～25mm，產(chǎn)地浙江海鹽和德清。
(5)砂: 安慶長江砂，細度模數(shù)2.3～3.0。
(6)外加劑：世強科技有限公司SQ-1混凝土泵送劑、麥斯特建材有限公司P621混凝土泵送劑。
3、基本參數(shù)確定
(1)水膠比取值從0.36至0.64，0.02/檔，共分15檔；
(2)膠凝材料總量從340kg/m3至540kg/m3，40kg/m3為一檔，共分6檔；
(3)用水量，用水量=水膠比×膠凝材料總量，我公司實際生產(chǎn)情況表明：為滿足混凝土泵送要求，在混凝土配合比中均摻加外加劑，如普通減水劑、高效減水劑、泵送劑等等，隨著外加劑品種、摻量的變化，坍落度隨之改變，坍落度與單位用水量之間沒有明顯的統(tǒng)計相關性，穩(wěn)定在180～220kg/m3。因此試驗用水量設定在180～220kg/m3范圍內。
4、試驗配合比設計
(1)根據(jù)3(1)～(3)條確定的基本參數(shù)(見表4)，設計出27個基本試驗方案(見表6)。
表5 用水量計算表(kg/m3)
|
膠凝材料總量(kg/m3)
|
340
|
380
|
420
|
480
|
500
|
540
|
|
水膠比W/(C+K+F)
|
||||||
|
0.36
|
|
|
|
|
|
194
|
|
0.38
|
|
|
|
|
190
|
205
|
|
0.40
|
|
|
|
184
|
200
|
|
|
0.42
|
|
|
|
193
|
210
|
|
|
0.44
|
|
|
|
185
|
202
|
|
|
0.46
|
|
|
193
|
210
|
|
|
|
0.48
|
|
182
|
202
|
218
|
|
|
|
0.50
|
|
190
|
210
|
|
|
|
|
0.52
|
|
198
|
218
|
|
|
|
|
0.54
|
184
|
205
|
|
|
|
|
|
0.56
|
190
|
213
|
|
|
|
|
|
0.58
|
197
|
220
|
|
|
|
|
|
0.60
|
204
|
|
|
|
|
|
|
0.62
|
211
|
|
|
|
|
|
|
0.64
|
218
|
|
|
|
|
|
(2)根據(jù)復合膠凝材料中水泥、礦粉、高鈣粉煤灰三組分的生產(chǎn)產(chǎn)家、品種不同，以及組成比例不同(高鈣粉煤灰占總膠凝材料總量的比例［F/(C+K+F)］分別取15%和20%，礦粉占水泥、礦粉總量的比例［K/(C+K)］分別取30%、40%和50%)，組成g1至g6六種復合膠凝材料，按照水泥、礦粉、高鈣粉煤灰組成比例不同配制復合膠凝材料，干拌均勻后，根據(jù)國標GB177測定復合膠凝材料的膠砂強度fge，由于高鈣粉煤灰內含一定量f-CaO，為確保體積安定性合格，應同時按GB1346用雷氏法測定復合膠凝材料的安定性，具體檢測數(shù)據(jù)如表7所示。
在表3的基礎上分別選用g1至g6六種復合膠凝材料，設計81只試驗配合比，如表8所示。逐一進行小樣試配后，檢測其混凝土28天立方抗壓強度，數(shù)值列入表9中。
表6 基本試驗方案
|
序 號
|
膠凝材料總量(kg/m3)
|
水膠比
|
用水量(kg/m3)
|
|
1
|
340
|
0.54
|
184
|
|
2
|
340
|
0.56
|
190
|
|
3
|
340
|
0.58
|
197
|
|
4
|
340
|
0.60
|
204
|
|
5
|
340
|
0.62
|
211
|
|
6
|
340
|
0.64
|
218
|
|
7
|
380
|
0.48
|
182
|
|
8
|
380
|
0.50
|
190
|
|
9
|
380
|
0.52
|
198
|
|
10
|
380
|
0.54
|
205
|
|
11
|
380
|
0.56
|
213
|
|
12
|
380
|
0.58
|
220
|
|
13
|
420
|
0.44
|
185
|
|
14
|
420
|
0.46
|
193
|
|
15
|
420
|
0.48
|
202
|
|
16
|
420
|
0.50
|
210
|
|
17
|
420
|
0.52
|
218
|
|
18
|
460
|
0.40
|
184
|
|
19
|
460
|
0.42
|
193
|
|
20
|
460
|
0.44
|
202
|
|
21
|
460
|
0.46
|
210
|
|
22
|
460
|
0.47
|
218
|
|
23
|
500
|
0.38
|
190
|
|
24
|
500
|
0.40
|
200
|
|
25
|
500
|
0.42
|
210
|
|
26
|
540
|
0.36
|
194
|
|
27
|
540
|
0.38
|
205
|
表7
|
復合膠凝
材料編號 |
復合膠凝組成
|
水泥生產(chǎn)廠家、
品種及標號 |
礦粉生產(chǎn)廠
家及等級 |
粉煤灰生產(chǎn)廠
家、品種及等級 |
復合膠凝膠
砂強度(MPa) |
雷氏夾膨脹值
(mm) |
|
|
F/(C+K+F)
|
K/(C+K)
|
||||||
|
g1
|
0.2
|
0.3
|
南新525P·O
|
東溝S95
|
電橋高鈣Ⅱ級灰
|
59.7
|
1.2
|
|
g2
|
0.2
|
0.5
|
浦東525P·O
|
東溝S95
|
電橋高鈣Ⅱ級灰
|
55.5
|
1.1
|
|
g3
|
0.2
|
0.3
|
聯(lián)合525P·O
|
上海S95
|
電橋高鈣Ⅱ級灰
|
51.6
|
1.2
|
|
g4
|
0.15
|
0.4
|
聯(lián)合525P·O
|
吳淞S95
|
電橋高鈣Ⅱ級灰
|
48.6
|
0.8
|
|
g5
|
0.15
|
0.4
|
嘉新525P·O
|
吳淞S95
|
電橋高鈣Ⅱ級灰
|
48.5
|
0.9
|
|
g6
|
0.15
|
0.4
|
小野田525P·Ⅱ
|
吳淞S95
|
電橋高鈣Ⅱ級灰
|
60.1
|
0.7
|
表8
|
序
號 |
水
|
復合膠凝材料
|
中砂
|
5～25
石子 |
外加劑
|
序
號 |
水
|
復合膠凝材料
|
中砂
|
5～25
石子 |
外加劑
|
||||
|
編號
|
用量
|
品種
|
摻量
|
編號
|
用量
|
品種
|
摻量
|
||||||||
|
1
|
184
|
g1
|
340
|
741
|
1112
|
SQ-1
|
2.04
|
42
|
202
|
g3
|
420
|
692
|
1038
|
P621
|
1.71
|
|
2
|
190
|
g1
|
340
|
734
|
1101
|
SQ-1
|
2.04
|
43
|
210
|
g3
|
420
|
684
|
1026
|
P621
|
1.71
|
|
3
|
197
|
g1
|
340
|
727
|
1091
|
SQ-1
|
2.04
|
44
|
218
|
g3
|
420
|
675
|
1013
|
P621
|
1.71
|
|
4
|
204
|
g1
|
340
|
719
|
1079
|
SQ-1
|
2.04
|
45
|
184
|
g3
|
460
|
697
|
1046
|
P621
|
1.88
|
|
5
|
211
|
g1
|
340
|
712
|
1068
|
SQ-1
|
2.04
|
46
|
193
|
g3
|
460
|
687
|
1031
|
P621
|
1.88
|
|
6
|
218
|
g1
|
340
|
705
|
1058
|
SQ-1
|
2.04
|
47
|
202
|
g3
|
460
|
678
|
1017
|
P621
|
1.88
|
|
7
|
182
|
g1
|
380
|
728
|
1092
|
SQ-1
|
2.28
|
48
|
210
|
g3
|
460
|
669
|
1004
|
P621
|
1.88
|
|
8
|
190
|
g1
|
380
|
720
|
1080
|
SQ-1
|
2.28
|
49
|
218
|
g3
|
460
|
661
|
992
|
P621
|
1.88
|
|
9
|
198
|
g1
|
380
|
711
|
1067
|
SQ-1
|
2.28
|
50
|
190
|
g3
|
500
|
676
|
1014
|
P621
|
2.04
|
|
10
|
205
|
g1
|
380
|
704
|
1056
|
SQ-1
|
2.28
|
51
|
200
|
g3
|
500
|
665
|
998
|
P621
|
2.04
|
|
11
|
213
|
g1
|
380
|
695
|
1043
|
SQ-1
|
2.28
|
52
|
210
|
g3
|
500
|
655
|
983
|
P621
|
2.04
|
|
12
|
220
|
g1
|
380
|
688
|
1032
|
SQ-1
|
2.28
|
53
|
194
|
g3
|
540
|
657
|
986
|
P621
|
2.2
|
|
13
|
185
|
g1
|
420
|
710
|
1065
|
SQ-1
|
2.52
|
54
|
205
|
g3
|
540
|
645
|
968
|
P621
|
2.2
|
|
14
|
193
|
g1
|
420
|
702
|
1053
|
SQ-1
|
2.52
|
55
|
184
|
g4
|
340
|
741
|
1112
|
P621
|
1.39
|
|
15
|
202
|
g1
|
420
|
692
|
1038
|
SQ-1
|
2.52
|
56
|
190
|
g4
|
340
|
735
|
1103
|
P621
|
1.39
|
|
16
|
210
|
g1
|
420
|
684
|
1026
|
SQ-1
|
2.52
|
57
|
197
|
g4
|
340
|
728
|
1092
|
P621
|
1.39
|
|
17
|
218
|
g1
|
420
|
675
|
1013
|
SQ-1
|
2.52
|
58
|
204
|
g4
|
340
|
720
|
1080
|
P621
|
1.39
|
|
18
|
184
|
g2
|
460
|
697
|
1046
|
SQ-1
|
2.76
|
59
|
211
|
g4
|
340
|
713
|
1070
|
P621
|
1.39
|
|
19
|
193
|
g2
|
460
|
687
|
1031
|
SQ-1
|
2.76
|
60
|
218
|
g5
|
340
|
705
|
1058
|
P621
|
1.39
|
|
20
|
202
|
g2
|
460
|
678
|
1017
|
SQ-1
|
2.76
|
61
|
182
|
g5
|
380
|
729
|
1094
|
P621
|
1.55
|
|
21
|
210
|
g2
|
460
|
669
|
1004
|
SQ-1
|
2.76
|
62
|
190
|
g5
|
380
|
720
|
1080
|
P621
|
1.55
|
|
22
|
218
|
g2
|
460
|
661
|
992
|
SQ-1
|
2.76
|
63
|
198
|
g5
|
380
|
712
|
1068
|
P621
|
1.55
|
|
23
|
190
|
g2
|
500
|
676
|
1014
|
SQ-1
|
3
|
64
|
205
|
g5
|
380
|
705
|
1058
|
P621
|
1.55
|
|
24
|
200
|
g2
|
500
|
665
|
998
|
SQ-1
|
3
|
65
|
213
|
g5
|
380
|
696
|
1044
|
P621
|
1.55
|
|
25
|
210
|
g2
|
500
|
655
|
983
|
SQ-1
|
3
|
66
|
220
|
g5
|
380
|
689
|
1034
|
P621
|
1.55
|
|
26
|
194
|
g2
|
540
|
657
|
986
|
SQ-1
|
3.24
|
67
|
185
|
g5
|
420
|
711
|
1067
|
P621
|
1.71
|
|
27
|
205
|
g2
|
540
|
645
|
968
|
SQ-1
|
3.24
|
68
|
193
|
g5
|
420
|
703
|
1055
|
P621
|
1.71
|
|
28
|
184
|
g3
|
340
|
741
|
1112
|
P621
|
1.39
|
69
|
202
|
g5
|
420
|
693
|
1040
|
P621
|
1.71
|
|
190
|
g3
|
340
|
734
|
1101
|
P621
|
1.39
|
70
|
210
|
g5
|
420
|
685
|
1028
|
P621
|
1.71
|
|
|
30
|
197
|
g3
|
340
|
727
|
1091
|
P621
|
1.39
|
71
|
218
|
g5
|
420
|
676
|
1014
|
P621
|
1.71
|
|
31
|
204
|
g3
|
340
|
719
|
1079
|
P621
|
1.39
|
72
|
184
|
g5
|
460
|
698
|
1047
|
P621
|
1.88
|
|
32
|
211
|
g3
|
340
|
712
|
1068
|
P621
|
1.39
|
73
|
193
|
g5
|
460
|
688
|
1032
|
P621
|
1.88
|
|
33
|
218
|
g3
|
340
|
705
|
1058
|
P621
|
1.39
|
74
|
202
|
g5
|
460
|
679
|
1019
|
P621
|
1.88
|
|
34
|
182
|
g3
|
380
|
728
|
1092
|
P621
|
1.55
|
75
|
210
|
g5
|
460
|
670
|
1005
|
P621
|
1.88
|
|
35
|
190
|
g3
|
380
|
720
|
1080
|
P621
|
1.55
|
76
|
218
|
g5
|
460
|
662
|
993
|
P621
|
1.88
|
|
36
|
198
|
g3
|
380
|
711
|
1067
|
P621
|
1.55
|
77
|
190
|
g6
|
500
|
677
|
1016
|
P621
|
2.04
|
|
37
|
205
|
g3
|
380
|
704
|
1056
|
P621
|
1.55
|
78
|
200
|
g6
|
500
|
666
|
999
|
P621
|
2.04
|
|
38
|
213
|
g3
|
380
|
695
|
1043
|
P621
|
1.55
|
79
|
210
|
g6
|
500
|
656
|
984
|
P621
|
2.04
|
|
39
|
220
|
g3
|
380
|
688
|
1032
|
P621
|
1.55
|
80
|
194
|
g6
|
540
|
658
|
987
|
P621
|
2.2
|
|
40
|
185
|
g3
|
420
|
710
|
1065
|
P621
|
1.71
|
81
|
205
|
g6
|
540
|
646
|
969
|
P621
|
2.2
|
|
41
|
193
|
g3
|
420
|
702
|
1053
|
P621
|
1.71
|
|
|
|
|
|
|
|
|
表9
|
序號
|
混凝土立方抗壓
強度fcc(MPa) |
序號
|
混凝土立方抗壓
強度fcc(MPa) |
序號
|
混凝土立方抗壓
強度fcc(MPa) |
|
1
|
31.2
|
28
|
40.1
|
55
|
21.6
|
|
2
|
32.8
|
29
|
29.4
|
56
|
25.9
|
|
3
|
31.9
|
30
|
30.2
|
57
|
22.3
|
|
4
|
26.9
|
31
|
25.8
|
58
|
20.2
|
|
5
|
27.4
|
32
|
21.4
|
59
|
21.4
|
|
6
|
25.6
|
33
|
21.1
|
60
|
21.7
|
|
7
|
40.1
|
34
|
36.2
|
61
|
39.7
|
|
8
|
41.6
|
35
|
35.9
|
62
|
36.4
|
|
9
|
40.2
|
36
|
37.1
|
63
|
35
|
|
10
|
33.2
|
37
|
32.9
|
64
|
31.1
|
|
11
|
31.6
|
38
|
31.3
|
65
|
24.7
|
|
12
|
29
|
39
|
28.3
|
66
|
28
|
|
13
|
50.1
|
40
|
44.1
|
67
|
42.3
|
|
14
|
48.7
|
41
|
50.6
|
68
|
39
|
|
15
|
43.4
|
42
|
45.5
|
69
|
34.5
|
|
16
|
42.5
|
43
|
37.6
|
70
|
33.7
|
|
17
|
40.6
|
44
|
38.7
|
71
|
28.3
|
|
18
|
45.1
|
45
|
53.4
|
72
|
47.8
|
|
19
|
49.2
|
46
|
50.5
|
73
|
42.6
|
|
20
|
39
|
47
|
43.3
|
74
|
46.3
|
|
21
|
39.7
|
48
|
43.6
|
75
|
42.6
|
|
22
|
39.6
|
49
|
46.6
|
76
|
36.4
|
|
23
|
55.6
|
50
|
58.8
|
77
|
47.3
|
|
24
|
51.5
|
51
|
57.7
|
78
|
43.5
|
|
25
|
44.9
|
52
|
54.2
|
79
|
40.4
|
|
26
|
51.5
|
53
|
56.5
|
80
|
51.6
|
|
27
|
55.8
|
54
|
57.3
|
81
|
44.9
|
5、數(shù)學模型
假設［fcc/fge］為變量y、膠水比［g/w］為變量x，且y與x符合線性回歸的數(shù)學模型y=ax+b。
fcc:混凝土立方體試件抗壓強度(MPa)；
fge:復合膠凝材料的實際強度(MPa)；
g：復合膠凝材料；
w：用水量；
g/w：膠水比。
整個試驗共設計81個小樣，即n=81, 自由度υ=n-2=79, 查相關系數(shù)的臨界值(表9、10)，表中α為檢驗水平)，用插入法得r0.05=0.218,r0.01=0.285。
根據(jù)回歸方程顯著性檢驗，｜r｜≤r0.05時，認為線性回歸不顯著，該回歸直線方程沒有實用價值，當｜r｜＞r0.05時，認為y與x之間存在顯著的線性關系；當｜r｜＞r0.01時，認為y與x之間存在高度顯著的線性關系。
表10 相關系數(shù)的臨界值表
|
α
|
0.05
|
0.01
|
|
υ
|
||
|
70
|
0.232
|
0.302
|
|
79
|
0.218
|
0.285
|
|
80
|
2.217
|
0.283
|
6、數(shù)學回歸
對81個小樣試驗數(shù)據(jù)進行處理，將［fcc/fge］結果列入變量y欄、膠水比［g/w］列入變量x欄，如表11所示。由最小二乘法得：
相關系數(shù)r=0.93 a=0.556 b=-0.422
Fcc/fge=0.556g/w-0.422，取近似值，即為：
Fcc=0.56fge(g/w-0.76)
表11
|
度驗
序號 |
g/w(膠水比)
|
fcc/fge
|
度驗
序號 |
g/w(膠水比)
|
fcc/fge
|
|
X
|
Y
|
X
|
Y
|
||
|
1
|
1.852
|
0.5226
|
42
|
2.083
|
0.8818
|
|
2
|
1.786
|
0.5494
|
43
|
2.000
|
0.7287
|
|
3
|
1.724
|
0.5343
|
44
|
1.923
|
0.7500
|
|
4
|
1.667
|
0.4506
|
45
|
2.500
|
1.0349
|
|
5
|
1.613
|
0.4590
|
46
|
2.381
|
0.9787
|
|
6
|
1.563
|
0.4288
|
47
|
2.273
|
0.8391
|
|
7
|
2.083
|
0.6717
|
48
|
2.174
|
0.8450
|
|
8
|
2.000
|
0.6968
|
49
|
2.128
|
0.9031
|
|
9
|
1.923
|
0.6734
|
50
|
2.632
|
1.1395
|
|
10
|
1.852
|
0.5561
|
51
|
2.500
|
1.1182
|
|
11
|
1.786
|
0.5293
|
52
|
2.381
|
1.0504
|
|
12
|
1.724
|
0.4858
|
53
|
2.778
|
1.0950
|
|
13
|
2.273
|
0.8392
|
54
|
2.632
|
1.1105
|
|
14
|
2.174
|
0.8157
|
55
|
1.852
|
0.4444
|
|
15
|
2.083
|
0.7270
|
56
|
1.786
|
0.5329
|
|
16
|
2.000
|
0.7119
|
57
|
1.724
|
0.4588
|
|
17
|
1.923
|
0.6801
|
58
|
1.667
|
0.4156
|
|
18
|
2.500
|
0.8126
|
59
|
1.613
|
0.4403
|
|
19
|
2.381
|
0.8865
|
60
|
1.563
|
0.4465
|
|
20
|
2.273
|
0.7027
|
61
|
2.083
|
0.8186
|
|
21
|
2.174
|
0.7153
|
62
|
2.000
|
0.7505
|
|
22
|
2.128
|
0.7135
|
63
|
1.923
|
0.7216
|
|
23
|
2.632
|
1.0018
|
64
|
1.852
|
0.6412
|
|
24
|
2.500
|
0.9279
|
65
|
1.786
|
0.5093
|
|
25
|
2.381
|
0.8090
|
66
|
1.724
|
0.5773
|
|
26
|
2.778
|
0.9279
|
67
|
2.273
|
0.8722
|
|
27
|
2.632
|
1.0054
|
68
|
2.174
|
0.8041
|
|
28
|
1.852
|
0.7771
|
69
|
2.083
|
0.7113
|
|
29
|
1.786
|
0.5698
|
70
|
2.000
|
0.6948
|
|
30
|
1.724
|
0.5853
|
71
|
1.923
|
0.5835
|
|
31
|
1.667
|
0.5000
|
72
|
2.500
|
0.9856
|
|
32
|
1.613
|
0.4147
|
73
|
2.381
|
0.8784
|
|
33
|
1.563
|
0.4089
|
74
|
2.723
|
0.9546
|
|
34
|
2.083
|
0.7016
|
75
|
2.174
|
0.8784
|
|
35
|
2.000
|
0.6957
|
76
|
2.128
|
0.7505
|
|
36
|
1.923
|
0.7190
|
77
|
2.632
|
0.9800
|
|
37
|
1.852
|
0.6376
|
78
|
2.500
|
0.9085
|
|
38
|
1.786
|
0.6066
|
79
|
2.381
|
0.8453
|
|
39
|
1.724
|
0.5484
|
80
|
2.778
|
1.0582
|
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40
|
2.273
|
0.8547
|
81
|
2.632
|
0.9717
|
|
41
|
2.174
|
0.9806
|
|
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|
7、結論
(1)在一定范圍內(高鈣II級粉煤灰占總膠凝材料20%以下，S95礦渣微粉占總膠凝材料40%以下)，用525硅酸鹽水泥或525普通硅酸鹽水泥、S95礦渣微粉和高鈣II級粉煤灰組成復合膠凝材料，混凝土立方抗壓強度(fcc)與膠水比(g/w)之間存在線性相關，其直線關系式為：Fcc=0.56fge(g/w-0.76)；
(2)在525硅酸鹽水泥或525普通硅酸鹽水泥、S95礦渣微粉和高鈣II級粉煤灰組成復合膠凝材料體系中，高鈣II級粉煤灰占總膠凝材料重量比例不超過20%的情況下，用雷氏法測定其膨脹值，遠小于5mm，安定性合格，為高鈣粉煤灰應用開辟了一條途徑；
(3)預拌混凝土單位體積用水量通常在180～220kg/m3，在此范圍內，用fcc與膠水比(g/w)之間的直線關系式進行混凝土配合比設計，方便快捷，而且更加貼近實際情況，因而比較準確；
可以預見，對于一個預拌混凝土生產(chǎn)企業(yè)而言，當組成復合膠凝材料的水泥、礦粉、粉煤灰的來源相對比較穩(wěn)定時，fcc與膠水比(g/w)之間的線性關系將更加顯著；
(4)由于采用復合膠凝材料配制混凝土技術進行配合比設計，有利于推廣工業(yè)廢渣(礦渣微粉和高鈣粉煤灰)的應用，上海市建筑構件公司僅僅是今年1至7月份，在57萬m3預拌混凝土中使用了5.22萬噸工業(yè)廢渣(礦渣微粉和高鈣粉煤灰)，平均每m3預拌混凝土降低成本8.5元，共計降低生產(chǎn)成本484.5萬，在取得巨大的社會效益的同時，也為本企業(yè)贏得了經(jīng)濟效益，并為環(huán)境保護作出了極大的貢獻，是混凝土工業(yè)走可持續(xù)發(fā)展道路的有效途徑。
