［摘要］采用正交設(shè)計(jì)，用42.5普通硅酸鹽水泥、硼泥陶粒、粉煤灰和硅錳渣等材料，配制抗壓強(qiáng)度達(dá)到30MPa、密度低于1950kg/m3的結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土。
　　[關(guān)鍵詞]輕骨料；輕骨料混凝土；硼泥陶粒；硼泥陶粒混凝土；硅錳渣
　　利用工業(yè)廢渣制作混凝土，化廢為寶，有利于可持續(xù)發(fā)展。筆者用正交試驗(yàn)的方法，進(jìn)行了摻工業(yè)廢渣的LC30硼泥陶粒混凝土試驗(yàn)研究。
　　1.原材料
　　本試驗(yàn)采用遼陽(yáng)市小屯水泥廠生產(chǎn)的42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥、選自遼陽(yáng)市第二熱電廠的Ⅱ級(jí)粉煤灰、燈塔市昌明墻體材料廠代生產(chǎn)的普通型硼泥陶粒、太子河河砂（中砂）和自來(lái)水，分別根據(jù)GBl75-1999《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》、GBl767l-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法(ISO法)》、GB/T17421.1-2《輕集料及其實(shí)驗(yàn)方法》、JGJ51-2002《輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程》、GB/T14688-2001《建筑用砂》和JGJ63-89《混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)，質(zhì)量均符合輕骨料混凝土用料要求。
　　為了環(huán)保利廢，選用遼陽(yáng)市鐵合金廠生產(chǎn)硅錳鋼的廢渣——硅錳渣作為細(xì)輕骨料，并使用了鞍山市三合外加劑有限公司生產(chǎn)的UNF-5萘系高效減水劑，采用測(cè)定水泥砂漿流動(dòng)度(減水率)試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)UNF-5高效減水劑的減水效果。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在摻加占膠凝材料質(zhì)量的1.4%時(shí)，減水率為20.8%，完全符合試驗(yàn)的要求。
　　2.試驗(yàn)方案
　　根據(jù)JGJ51-2002和大量的文獻(xiàn)資料，考慮把水泥用量（A）、粉煤灰摻量（B）和輕砂（硅錳渣）砂率（C）作為因素。因素A的水平分別為420kg/m3、450kg/m3和480kg/m3；因素B的水平分別為0%、10%、20%；因素C的水平分別為20%、40%和60%。其中B為占膠凝材料質(zhì)量的百分比，C為占細(xì)骨料總體積的百分比。
　　本試驗(yàn)選用正交表L9(34)。
　　試驗(yàn)采用100mm×100mm×l00mm混凝土強(qiáng)度立方體試件，以7天的立方體抗壓強(qiáng)度、28天的立方體抗壓強(qiáng)度、28天齡期輕骨料混凝土干表觀密度作為分析評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果的依據(jù)。輕骨料混凝土按照《輕骨料混凝土試驗(yàn)規(guī)程》JGJ51-2002進(jìn)行檢驗(yàn)。混凝土抗壓強(qiáng)度按GB/T50081-2002進(jìn)行檢驗(yàn)。
　　根據(jù)輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程(JGJ51—2002，J215—2002)，本試驗(yàn)采用使用未預(yù)濕處理輕粗骨料的攪拌工藝。
　　3.配合比設(shè)計(jì)與試拌量計(jì)算
　　本試驗(yàn)按JGJ51-2002的規(guī)定，采用絕對(duì)體積法計(jì)算LC30使用減水劑的摻廢渣硼泥陶粒混凝土配合比。按粉煤灰超出水泥的體積，扣除同體積的細(xì)骨料用量；使用1.4%C的高效減水劑后，按減水率20.8%減少水的用量。
　　陶粒混凝土試拌量15L，試驗(yàn)中各組材料試拌量分別為：
　　C1組：水泥6.3kg、砂8.35kg、硅錳渣1.50kg、減水劑88.5g、陶粒6.3kg、水2.63kg；
　　C2組：水泥5.67kg、粉煤灰0.95kg、砂6.02kg、硅錳渣2.86kg、減水劑79.5g、陶粒6.3kg、水2.73kg；
　　C3組：水泥5.04kg、粉煤灰1.89kg、砂3.80kg、硅錳渣4.04kg、減水劑70.5g、陶粒6.3kg、水2.82kg；
　　C4組：水泥6.75kg、砂6.08kg、硅錳渣2.89kg、減水劑94.5g、陶粒6.03kg、水2.94kg；
　　C5組：水泥6.08kg、粉煤灰1.01kg、砂3.81kg、硅錳渣4.07kg、減水劑85.5g、陶粒6.03kg、水3.03kg；
　　C6組：水泥5.40kg、粉煤灰2.03kg、砂7.13kg、硅錳渣1.27kg、減水劑75.0g、陶粒6.03kg、水2.85kg；
　　C7組：水泥7.20kg、砂3.86kg、硅錳渣4.13kg、減水劑100.5g、陶粒5.75kg、水3.24kg；
　　C8組：水泥6.48kg、粉煤灰1.08kg、砂7.20kg、硅錳渣0.69kg、減水劑90.0g、陶粒5.75kg、水3.06kg；
　　C9組：水泥5.76kg、粉煤灰2.16kg、砂5.03kg、硅錳渣2.38kg、減水劑81.0g、陶粒5.75kg、水2.15kg；
　　4.試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與試驗(yàn)結(jié)果
　　試驗(yàn)時(shí)，采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。C1～C9各組試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：
　　24h濕密度分別為1644、1590、1578、1642、1580、1609、1612、1699、1640（單位為kg/m3）；
　　7d抗壓強(qiáng)度分別為22.99、22.23、17.96、23.37、20.24、21.95、24.89、26.60、25.75（單位為MPa）；
　　28d抗壓強(qiáng)度分別為29.17、27.27、26.70、31.73、30.02、29.83、32.40、31.73、30.12（單位為MPa）；
　　28d齡期干表觀密度分別為1555、1513、1445、1521、1436、1587、1474、1613、1559（單位為kg/m3）；
　　通過(guò)極差分析表明，對(duì)7天抗壓強(qiáng)度，影響因素按大小排序?yàn)锳>C>B；對(duì)28天抗壓強(qiáng)度，影響因素按大小排序?yàn)锳>B>C；對(duì)28天干表觀密度，影響因素按大小排序?yàn)镃>A>B。
　　方差計(jì)算結(jié)果分析表明：①水泥用量對(duì)7天抗壓強(qiáng)度、28天抗壓強(qiáng)度的影響特別顯著，對(duì)28天干表觀密度的影響顯著；②粉煤灰的摻量對(duì)7天抗壓強(qiáng)度、28天抗壓強(qiáng)度的影響顯著，對(duì)28天干表觀密度的影響較小；③硅錳渣的摻量7天抗壓強(qiáng)度的影響顯著、對(duì)28天抗壓強(qiáng)度的影響較小、對(duì)28天干表觀密度的影響特別顯著。
　　同時(shí)，還進(jìn)行了多元線性回歸分析。硼泥陶粒混凝土的性質(zhì)與各個(gè)因素都有關(guān)系。因此，有必要建立一個(gè)多元的關(guān)系式，確定出所研究的指標(biāo)與各個(gè)影響因素在各種水平時(shí)的定量關(guān)系。
　　多元線性分析的基本思路是：將一維線性分析所確定的各個(gè)回歸方程按相關(guān)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)平均。即：
　　(i=1,2,3)（1）
　　在對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行一維線性分析的基礎(chǔ)上，按式（1）進(jìn)行多元線性分析，得到如下近似的定量關(guān)系：
　　①硼泥陶粒混凝土7天抗壓強(qiáng)度y1與水泥用量x1、粉煤灰摻量x2和硅錳渣摻量x3有如下關(guān)系：
　　y1=5.596771+0.040499x1-2.07023x2-1.8255x3（2）
　　②硼泥陶粒混凝土28天抗壓強(qiáng)度y2與水泥用量x1、粉煤灰摻量x2和硅錳渣摻量x3有如下關(guān)系：
　　y2=12.2937+0.039923x1-3.69454x2-0.0263x3（3）
　　③硼泥陶粒混凝土28天干表觀密度y3與水泥用量x1、粉煤灰摻量x2和硅錳渣摻量x3有如下關(guān)系：
　　y3=1519.553+0.19553x1+7.592055x2-209.885x3（4）
　　再將各組試驗(yàn)配比分別代入（2）（3）（4）式，與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，分析表明，當(dāng)材料用量在表2所確定的限值內(nèi)，用上述關(guān)系計(jì)算的硼泥陶粒混凝土7天抗壓強(qiáng)度值、28天抗壓強(qiáng)度值、28天干表觀密度值與試驗(yàn)值相差均不大。
　　可見(jiàn)，用硼泥陶粒作粗骨料可以配制出強(qiáng)度等級(jí)為L(zhǎng)C30的結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，采用綜合平衡法進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化選擇，可確定水泥用量為A3（480kg/m3），能保證28天抗壓強(qiáng)度滿足LC30要求；粉煤灰摻量以B2（占膠凝材料的10%）為宜；硅錳渣的摻量可為C3（細(xì)骨料體積的60%），這樣即環(huán)保利廢，又能保證在高強(qiáng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)“輕質(zhì)”。確定基本配合比后，需再按JGJ51-2002《輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程》計(jì)算具體的每立方米材料用量。
　　參考文獻(xiàn)
　　［1］李井永.摻工業(yè)廢渣的硼泥陶粒混凝土試驗(yàn)研究.沈陽(yáng)建筑大學(xué),碩士研究生學(xué)位論文.2006.3
　　［2］JGJ51-2002輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002