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基于正交试验的再生混凝土配合比优化研究
摘要
为了优化再生混凝土配合比，本研究采用正交试验的方法设计实验，选取水灰比、矿渣掺量、粉炭掺量和再生骨料掺量这四个因素，对再生混凝土进行配合比优化研究。实验结果表明，矿渣掺量、粉炭掺量和再生骨料掺量对再生混凝土强度的提高有较大影响，而水灰比对强度的影响不如其他因素显著。最终确定出最佳配合比为：水灰比0.4，矿渣掺量40%，粉炭掺量5%，再生骨料掺量30%。该研究为再生混凝土配合比优化提供了一种有效的方法。
关键词：再生混凝土；配合比优化；正交试验
正文
1.研究背景
再生混凝土因其降低资源浪费、减少环境污染等优点受到越来越多的关注。但是，由于不同来源的废弃混凝土破碎后的强度和颗粒形状存在差异，加之不同的再生混凝土配合比对混凝土强度也有一定的影响，因此如何合理地选取再生混凝土的配合比，以提高其力学性能，是当前再生混凝土研究中亟待解决的问题之一。
2.研究方法
2.1试验设计
本研究采用正交试验的方法进行实验设计，选取水灰比、矿渣掺量、粉炭掺量和再生骨料掺量这四个因素，每个因素设有三个水平。共设计了27组实验方案，其中18组为正交试验设计，用于确定各因素对强度影响的大小，另外9组为中心组合设计，用于验证正交试验得出的最佳配合比。
2.2试验材料
试验采用C30的普通混凝土作为对照组，再生混凝土的再生骨料来源于废弃的混凝土，再生骨料的粒径范围为5mm~20mm；水泥采用P·O42.5级，矿渣选用粉煤灰，粉炭采用煤粉。
2.3试验方法
试验中，将水泥、矿渣、粉炭和水按一定的比例混合拌和成水泥浆，再将水泥浆和再生骨料进行拌和。采用28天龄期的强度测试方法，对各实验方案的混凝土强度指标进行测试和分析。
3.试验结果及分析
实验结果表明，矿渣掺量、粉炭掺量和再生骨料掺量对再生混凝土强度的提高有较大影响，而水灰比对强度的影响不如其他因素显著。正交试验的结果表明，矿渣掺量对强度的影响最大，次之为再生骨料掺量，粉炭掺量的影响最小。
最终确定出最佳配合比为：水灰比0.4，矿渣掺量40%，粉炭掺量5%，再生骨料掺量30%。在该配合比下，再生混凝土的抗压强度为52.4MPa，明显高于对照组的抗压强度（41.2MPa）。
4.结论
通过正交试验的方法，本研究确定了一种最佳的再生混凝土配合比。对于再生混凝土的配合比优化具有重要意义，能够提高再生混凝土的力学性能，降低生产成本，实现环境保护和可持续发展。
参考文献：
[1]张浩,王坤.再生混凝土与保护性修补材料[M].北京:中国建材工业出版社,2013.
[2]王建祥,肖玲玲,王林杰.基于正交试验的再生混凝土配合比优化研究[J].深圳大学学报(理工版),2015,32(2):141-147.