楊卉青（廣東省水電集團(tuán)有限公司，廣東 增城511340）

聶衛(wèi)平（葛洲壩集團(tuán)試驗(yàn)檢測(cè)有限公司，湖北 宜昌443002）

1 前言

其優(yōu)點(diǎn)是在試驗(yàn)空間中選取均勻分散的試驗(yàn)點(diǎn)，通過(guò)少量的試驗(yàn)獲得較多的信息，然后對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行量化的分析，從而找出最好的或滿意的試驗(yàn)條件。而影響混凝土性能的因素眾多，混凝土配合比的設(shè)計(jì)長(zhǎng)期依賴經(jīng)驗(yàn)公式，在生產(chǎn)實(shí)踐中，各原材料及相關(guān)因素也時(shí)常變化，一線的技術(shù)人員不得不頻繁地試配調(diào)整，以保證混凝土的質(zhì)量性能穩(wěn)定，運(yùn)用正交試驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)和分析這些工作，無(wú)疑具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，已有部分技術(shù)人員實(shí)踐并總結(jié)了利用正交試驗(yàn)分析混凝土性能的工作，但對(duì)于水工領(lǐng)域大量運(yùn)用的大壩混凝土的正交試驗(yàn)分析，卻少見研究報(bào)道。

2 試驗(yàn)?zāi)康暮头桨冈O(shè)計(jì)

考察水膠比、砂率、減水劑對(duì)大壩混凝土性能的影響，利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)將其分析量化，探討形成一種定量分析大壩混凝土中各要素對(duì)混凝土性能的影響的方法，以及如何更為科學(xué)有效地組織大壩混凝土試驗(yàn)、生產(chǎn)的方法。限于條件和工作量，在本試驗(yàn)中，僅選擇水膠比、砂率、減水劑品種三因子，不考慮因子間的交互作用的影響，每個(gè)因子取3 個(gè)不同的水平(1)、(2)、(3)，因此可以選擇四因子三水平的正交表L9(34)安排試驗(yàn)。

3 試驗(yàn)用原材料及試驗(yàn)方案

1）選用峨嵋金頂中熱42.5 水泥，云南宣威電廠I 級(jí)粉煤灰，北京冶建特種材料有限公司生產(chǎn)的JG-3、江蘇博特新材料有限公司生產(chǎn)的JM-II、南京瑞迪高新技術(shù)公司生產(chǎn)的HLC-NAF 3 種萘系緩凝高效減水劑，山西黃河新型化工有限公司生產(chǎn)的HJAE-A 引氣劑，三灘砂石系統(tǒng)生產(chǎn)的大理巖質(zhì)人工砂，印把子溝砂巖加工的人工碎石。筆者對(duì)配合比使用的各種原材料按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行了品質(zhì)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果均滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

2）在對(duì)以上3 種外加劑進(jìn)行了與膠凝材料的適應(yīng)性試驗(yàn)后，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)外加劑摻量為0.6%，3 種外加劑與膠凝材料的凈漿流動(dòng)度最大，故在試驗(yàn)中3 種外加劑摻量均為0.6%，試驗(yàn)結(jié)果見表1、圖1。

表1 緩凝高效減水劑與膠凝材料適應(yīng)性試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果表

表2 粗骨料最優(yōu)骨料級(jí)配比例

圖1 膠凝材料與外加劑的凈漿流動(dòng)度試驗(yàn)結(jié)果

3.3 在對(duì)碎石進(jìn)行了粗骨料最優(yōu)骨料級(jí)配試驗(yàn)后，確定本次試驗(yàn)采用四級(jí)配碎石，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

3.4 在對(duì)試驗(yàn)用砂進(jìn)行了最優(yōu)砂率檢測(cè)后，本次試驗(yàn)砂率因子選擇水平值為26，25，23，砂率檢測(cè)表見表3

表3 混凝土最優(yōu)砂率檢測(cè)結(jié)果表

3.5 本次試驗(yàn)，主要分析水膠比、砂率、減水劑品種三個(gè)因子對(duì)大壩混凝土性能的影響程度。

表4 因子水平表

3.6 試驗(yàn)情況見表5

表5 試驗(yàn)情況表

4 試驗(yàn)結(jié)果和分析

4.1 各組試驗(yàn)結(jié)果見表6、表7

4.2 由于每一試驗(yàn)都是獨(dú)立進(jìn)行的，每一試驗(yàn)條件下的試驗(yàn)指標(biāo)服從正態(tài)分布，考察各因子水平變化對(duì)指標(biāo)值的貢獻(xiàn)，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

本次選取的三因子對(duì)大壩混凝土180 天抗壓強(qiáng)度的影響見表8、表9。

表6 正交試驗(yàn)計(jì)劃與試驗(yàn)結(jié)果表

表7 正交試驗(yàn)計(jì)劃與試驗(yàn)結(jié)果表

表8 方差分析計(jì)算表

表9 方差分析表

由于F 水膠比大于F0.95(2，2)=19.0，因此對(duì)于大壩混凝土180 天抗壓強(qiáng)度，水膠比因子在顯著性水平0.05 上是顯著的，而砂率因子和減水劑因子即使在顯著性水平0.10 上也不顯著。

4.3 考察本次選取的三因子對(duì)大壩混凝土180天劈拉強(qiáng)度的影響見表10、表11。

表9 方差分析計(jì)算表

表10 方差分析表

由于F 水膠比大于F0.95(2，2)=19.0，因此對(duì)于大壩混凝土180 天劈拉強(qiáng)度，水膠比因子在顯著性水平0.05 上是顯著的，而砂率因子和減水劑因子即使在顯著性水平0.10 上也不顯著。

表11 方差分析計(jì)算表

4.4 考察本次選取的三因子對(duì)大壩混凝土180天極限拉伸值的影響見表11、表12。

表12 方差分析表

由于F 水膠比與F 減水劑均大于F0.95(2，2)=19.0，因此對(duì)于大壩混凝土180 天極限拉伸值，水膠比因子與減水劑因子在顯著性水平0.05 上是顯著的，而砂率因子即使在顯著性水平0.10 上也不顯著。

4.5 考察本次選取的三因子對(duì)混凝土180 天彈模的影響見表13、表14。

表14 方差分析表

由于F 水膠比、F 減水劑與F 砂率均小于F0.90(2，2)=9.0，因此對(duì)于大壩混凝土180 天彈模來(lái)說(shuō)，水膠比因子、減水劑因子、砂率因子在顯著性水平0.10 上也不顯著。

5 結(jié)語(yǔ)

由試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，水膠比對(duì)180 天抗壓強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度、極限拉伸值都有近乎決定性的作用；但砂率對(duì)大壩混凝土性能的影響本次試驗(yàn)沒(méi)有觀測(cè)到，推測(cè)是因?yàn)楸敬卧囼?yàn)所用砂率均在最優(yōu)砂率值附近取值，進(jìn)一步驗(yàn)證了在一個(gè)合理的區(qū)間內(nèi)調(diào)整砂率對(duì)大壩混凝土性能的影響并不顯著；在同為萘系緩凝高效減水劑、相同摻量下調(diào)整減水劑品種，在本次試驗(yàn)中，僅對(duì)大壩混凝土180 天極限拉伸值有顯著影響，而沒(méi)有觀測(cè)到對(duì)其他性能有顯著影響，因此，對(duì)于高抗裂要求的大壩混凝土，外加劑的選擇必須得到足夠的重視。另外，對(duì)于大壩混凝土180 天彈模，水膠比、砂率、減水劑品種變化都沒(méi)有觀測(cè)到對(duì)其有顯著影響，對(duì)于要求彈模盡可能低的大壩混凝土來(lái)說(shuō)，如何實(shí)現(xiàn)更好地控制，還需要更多的試驗(yàn)研究。