基于正交試驗膠粒混凝土抗滲性的研究

范靈芝

（楊凌職業技術學院水利工程分院， 陜西 楊凌 712100）

0 引言

混凝土中摻入膠粉制成的土木工程復合材料稱為膠粒混凝土，膠粉主要通過物理作用改善混凝土的內部結構,不改變混凝土中各種材料的化學性能[1]。混凝土的滲透性對耐久性影響最大，是衡量混凝土耐久性的重要綜合指標，滲透性是多孔性材料的基本性質之一，它反映了混凝土內部孔隙的大小、數量以及連通性等情況[2]。將廢舊輪胎清洗干凈，加工成粒徑小于5mm的顆粒，按一定的比例等體積替代砂子配制成膠粒混凝土。本文對膠粒混凝土的進行抗滲性試驗，初步探討其影響機理。

1 試驗

試驗參數的確定：采用正交方案設計實驗。根據工程經驗，膠粒混凝土的水灰比、膠粒摻量、膠粒粒徑將對其抗滲性產生較大影響[3]，

試驗設計：本次試驗采用三因素三水平的正交設計安排試驗，選取水灰比(0.4、0.5、0.6）、膠粒摻量（0%、15%、30%）、膠粒粒徑（0.6～1.18、1.18～2.36、2.36～4.75）3個因素。根據三因素三水平正交組合設計安排9組試驗點用于測定膠粒混凝土的相對滲透性系數，每組3個試件，總共27個試件。

試驗方法：試驗按照《水工混凝土試驗規程》（SL352-2006）中有關測定混凝土相對滲透性試驗的規定進行。

2 試驗結果及分析

L9 ( 34) 正交試驗結果及極差分析詳見表3

表3 L9 ( 34)正交試驗結及極差分析

K 1.264 0.5252 1.857 3 R 2.041 4.206 2.964

方差分析見表4

表4 方差分析表

方差分析表明：膠粒摻量為膠粒混凝土的顯著因素，粒徑對試驗結果有一定的影響，水灰比對試驗結果的影響不顯著。

綜合分析結果，可知：在其他因素近似不變的情況下，膠粒摻量為影響膠粒混凝土相對滲透性系數的主要因素，這是由于混凝土的內部結構被膠粒通過物理作用改善,并不改變混凝土中材料的化學性能，膠粒本身物理性質也不會發生變化，膠粒對混凝土的影響主要是由于膠粒與水泥漿體兩者之間不能形成有效的粘合（相容性差）。

當摻量超過 15%后，混凝土的抗滲主要取決于膠粒的抗滲性能，因此其相對滲透性系數顯著減小。膠粒粒徑對膠粒混凝土相對滲透性系數有一定的影響，水灰比變化時，對相對滲透性系數的影響不顯著。

再由表3中極差R 和K 值分析，最后得到最佳的試驗條件是

即A0—水灰比的選擇根據實際工程的條件選取三水平中的任一水平；

B3—膠粒摻量30%；

C1—粒徑為0.6～1.18。

3 結論

（1）膠粒混凝土的坍落度隨膠粒摻量的增加呈現下降的趨勢受膠粒粒徑，膠粒摻量和混凝土摻氣量等因素的影響，但在一定的膠粒摻量范圍內存在反復變化。

（2）摻入膠粒的混凝土含氣量比基準混凝土大。混凝土的含氣量隨膠粒摻量的增加而顯著增加，膠粒顆粒粒徑越小，混凝土含氣量增加的幅度越大。

（3）綜合分析表明：摻入膠粒以后，混凝土抗滲性能有所增加。膠粒摻量是影響膠粒混凝土最重要因素。隨著膠粒摻量的增加，相對滲透性系數降低，抗滲性能增大；相對滲透性系數隨著膠粒粒徑的增大其值也在增大，表明隨著膠粒粒徑的增大膠粒混凝土的抗滲性減小。

（4）水灰比為0.5，膠粒摻量為30%，膠粒粒徑選用0.6～1.18mm，此時抗滲性較好，相對滲透性系數較好為3.707×10-7cm/h。