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【摘要】本文采用了正交试验方法，系统的研究了自流平回填混凝土的改性剂A211、水泥掺量和炉粉比三个参数对其和易性的影响规律，最后确定满足和易性的自流平回填混凝土的最佳配合比范围。
【关键词】 自流平回填混凝土；和易性；配合比
1 引言
检查井在使用过程中，井周部位由于车辆冲击荷载的作用，在距离井盖约10—30cm的周边位置最容易发生诸如开裂、沉降、裂槽、井盖下陷导致与地面高差过大等质量问题。这些问题很大程度上是由于检查井周边的自流平回填材料的密实度无法达到质量要求所造成的。
为解决传统回填材料在冲击荷载作用下回填密实度降低的问题，本文从改善自流平回填混凝土施工效果角度出发，重点改善其和易性，通过对自流平回填混凝土各组分进行配合比调配试验与优化，分析各个配合比对其和易性的影响效果，最终获得满足检查井周边密实度要求的最佳回填混凝土配合比范围。
2 试验材料与试验方案
本试验配制的自流平回填混凝土主要组分是水泥、粉煤灰、炉底灰、水和外加剂A211。试验过程采用东关水泥厂生产的P.O42.5R普通硅酸盐水泥，密度3.2g/cm3，技术性质符合GB175-2007的相关规定。
选取炉粉比（炉底灰/粉煤灰）、水泥掺量（水泥/（炉底灰+粉煤灰）和改性剂A211掺量（改性剂A211/（炉底灰+粉煤灰））作为三个变量参数，按照适当的正交参数水平进行试验。通过不同参数基础下的混凝土浆体和试件，通过测定流动度、沁水率和沉陷率三项指标，确定三种因素对混凝土泌水和沉陷性能的影响规律，从而确定满足和易性要求的自流平混凝土的最佳配合比范围。正交试验因素如表1所示。
其中流动度的测定，结合ASTM D 6103中所规定的关于流动性的测试方法和GB/T50080-2002中的相关规定，测定混凝土拌合物坍落后的最大扩散直径及两条相互垂直的直径长度，取其平均值。根据GB/T50080-2002中规定的方法测定沁水率。利用800g拌合物在环境温度为23℃±2℃的室内条件下，测定其在1000ml试验筒中沉陷稳定后的沉陷率。
3 试验结果与分析
根据表2的检测结果可以看出，随着A211掺量的增加，混凝土的流动性和保水性显著提高，混凝土浆体分层离析的现象获得明显改善。采用极差分析的方法，对沁水率和沉陷率的检测结果加以分析。其中表示为试验结果中第列水平对应的各次试验结果之和。k12为因素B取“1”水平四次，因素A和因素C 的四个水平各出现一次，忽略试验误差，认为k12可反映B因素在1水平时的影响。同理，k22、k32、k42分别反映B 因素2、3、4水平的影响。以上4个中最大值与最小值之间的差值记为极差，极差越大，表示该因素的影响力越大。具体分析结果见表3和表4。
由表可得，C因素对材料的沁水率和沉陷率的影响最大，A因素次之，B因素最小。粉煤灰和A211对于混凝土性能的影响较水泥更为明显。综上可得：A取水平1（1）， B取水平4（0.1），C取水平3和4（15%和20%）。因此，混凝土最佳配制组合为C3A1B4 和C4A1B4。
根据以上结果，绘制各因素对于和易性的影响趋势图（见图1）。由图1可得，A211对混凝土的沁水率和沉陷率的影响最大，炉粉比次之，水泥含量影响最小。由于搅拌作用，A211和水的混合物可以很好的在溶液状态与凝胶状态中转化，溶液状态具有良好的流动性和润滑性，凝胶状态可以避免分层离析的出现。随着A211用量的增加，混凝土的泌水率和沉陷率均呈现下降的趋势。但是，当A211用量从15%增加到20%时，这两个指标的下降趋势明显变小。随着炉粉比的增加，混凝土的泌水率和沉陷率也随之增加。随着水泥掺量的增加，泌水率和沉陷率随之降低。
4 结论
利用极差分析法可以得出，改性剂A211掺量、水泥用量和炉粉比三个影响因素对于自流平回填混凝土和易性的影响效果中，改性剂A211掺量最大，炉粉比次之，水泥用量最小，自流平回填混凝土的泌水率、沉陷率。随着A211掺量的增多而下降；随着水泥用量增加而减小，随着炉粉比的增大而增大。从满足和易性角度而言，最佳自流平回填混凝土的配合比设计范围为炉粉比1，水泥掺量为0.10，改性剂A211掺量为15～20% 。
参考文献：
[1]魏同春. 论检查井周围病害成因及防治措施[J]. 广东技术师范学院学报. 2007，27（10）： 78-79.
[2]颜云清，李强. 浅析市政道路检查井四周开裂沉陷[J]. 中国新技术新产品.2012，19（10） ： 97.
[3]张雁，张非非，包小娟. 城市道路沥青混凝土路面检查井井周病害研究[J]. 内蒙古农业大学学报（自然科学版）. 2011，32（4）： 257-260.
[4]黄谦，郭清平. 城市沥青道路检查井病害分析及处理措施[J]. 特種结构.2011，28（2）： 44-47.
邬曙光，张宏，王智远. 可控性低强度回填材料性能研究[J]. 内蒙古公路与运输. 2012，36（4）： 10-13.
[5]Green， B H.， K. Staheli， D. Bennett.Fly-Ash-Based CLSM Used for Critical Applications” in The Design and Application of Controlled Low-Strength Materials （Flowable Fill）[S]. American Society for Testing and Materials（ASTM）. 1998： 151-164.
[6]GB/T50080-2002. 普通混凝土拌合物性能试验方法标准[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2003.
作者简介：
张劼，1979年，女，安徽合肥人，硕士，讲师，从事建筑材料研究。
基金项目：地方高校国家级大学生创新创业训练计划（编号：201212216006；201312216010）
【关键词】 自流平回填混凝土；和易性；配合比
1 引言
检查井在使用过程中，井周部位由于车辆冲击荷载的作用，在距离井盖约10—30cm的周边位置最容易发生诸如开裂、沉降、裂槽、井盖下陷导致与地面高差过大等质量问题。这些问题很大程度上是由于检查井周边的自流平回填材料的密实度无法达到质量要求所造成的。
为解决传统回填材料在冲击荷载作用下回填密实度降低的问题，本文从改善自流平回填混凝土施工效果角度出发，重点改善其和易性，通过对自流平回填混凝土各组分进行配合比调配试验与优化，分析各个配合比对其和易性的影响效果，最终获得满足检查井周边密实度要求的最佳回填混凝土配合比范围。
2 试验材料与试验方案
本试验配制的自流平回填混凝土主要组分是水泥、粉煤灰、炉底灰、水和外加剂A211。试验过程采用东关水泥厂生产的P.O42.5R普通硅酸盐水泥，密度3.2g/cm3，技术性质符合GB175-2007的相关规定。
选取炉粉比（炉底灰/粉煤灰）、水泥掺量（水泥/（炉底灰+粉煤灰）和改性剂A211掺量（改性剂A211/（炉底灰+粉煤灰））作为三个变量参数，按照适当的正交参数水平进行试验。通过不同参数基础下的混凝土浆体和试件，通过测定流动度、沁水率和沉陷率三项指标，确定三种因素对混凝土泌水和沉陷性能的影响规律，从而确定满足和易性要求的自流平混凝土的最佳配合比范围。正交试验因素如表1所示。
其中流动度的测定，结合ASTM D 6103中所规定的关于流动性的测试方法和GB/T50080-2002中的相关规定，测定混凝土拌合物坍落后的最大扩散直径及两条相互垂直的直径长度，取其平均值。根据GB/T50080-2002中规定的方法测定沁水率。利用800g拌合物在环境温度为23℃±2℃的室内条件下，测定其在1000ml试验筒中沉陷稳定后的沉陷率。
3 试验结果与分析
根据表2的检测结果可以看出，随着A211掺量的增加，混凝土的流动性和保水性显著提高，混凝土浆体分层离析的现象获得明显改善。采用极差分析的方法，对沁水率和沉陷率的检测结果加以分析。其中表示为试验结果中第列水平对应的各次试验结果之和。k12为因素B取“1”水平四次，因素A和因素C 的四个水平各出现一次，忽略试验误差，认为k12可反映B因素在1水平时的影响。同理，k22、k32、k42分别反映B 因素2、3、4水平的影响。以上4个中最大值与最小值之间的差值记为极差，极差越大，表示该因素的影响力越大。具体分析结果见表3和表4。
由表可得，C因素对材料的沁水率和沉陷率的影响最大，A因素次之，B因素最小。粉煤灰和A211对于混凝土性能的影响较水泥更为明显。综上可得：A取水平1（1）， B取水平4（0.1），C取水平3和4（15%和20%）。因此，混凝土最佳配制组合为C3A1B4 和C4A1B4。
根据以上结果，绘制各因素对于和易性的影响趋势图（见图1）。由图1可得，A211对混凝土的沁水率和沉陷率的影响最大，炉粉比次之，水泥含量影响最小。由于搅拌作用，A211和水的混合物可以很好的在溶液状态与凝胶状态中转化，溶液状态具有良好的流动性和润滑性，凝胶状态可以避免分层离析的出现。随着A211用量的增加，混凝土的泌水率和沉陷率均呈现下降的趋势。但是，当A211用量从15%增加到20%时，这两个指标的下降趋势明显变小。随着炉粉比的增加，混凝土的泌水率和沉陷率也随之增加。随着水泥掺量的增加，泌水率和沉陷率随之降低。
4 结论
利用极差分析法可以得出，改性剂A211掺量、水泥用量和炉粉比三个影响因素对于自流平回填混凝土和易性的影响效果中，改性剂A211掺量最大，炉粉比次之，水泥用量最小，自流平回填混凝土的泌水率、沉陷率。随着A211掺量的增多而下降；随着水泥用量增加而减小，随着炉粉比的增大而增大。从满足和易性角度而言，最佳自流平回填混凝土的配合比设计范围为炉粉比1，水泥掺量为0.10，改性剂A211掺量为15～20% 。
参考文献：
[1]魏同春. 论检查井周围病害成因及防治措施[J]. 广东技术师范学院学报. 2007，27（10）： 78-79.
[2]颜云清，李强. 浅析市政道路检查井四周开裂沉陷[J]. 中国新技术新产品.2012，19（10） ： 97.
[3]张雁，张非非，包小娟. 城市道路沥青混凝土路面检查井井周病害研究[J]. 内蒙古农业大学学报（自然科学版）. 2011，32（4）： 257-260.
[4]黄谦，郭清平. 城市沥青道路检查井病害分析及处理措施[J]. 特種结构.2011，28（2）： 44-47.
邬曙光，张宏，王智远. 可控性低强度回填材料性能研究[J]. 内蒙古公路与运输. 2012，36（4）： 10-13.
[5]Green， B H.， K. Staheli， D. Bennett.Fly-Ash-Based CLSM Used for Critical Applications” in The Design and Application of Controlled Low-Strength Materials （Flowable Fill）[S]. American Society for Testing and Materials（ASTM）. 1998： 151-164.
[6]GB/T50080-2002. 普通混凝土拌合物性能试验方法标准[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2003.
作者简介：
张劼，1979年，女，安徽合肥人，硕士，讲师，从事建筑材料研究。
基金项目：地方高校国家级大学生创新创业训练计划（编号：201212216006；201312216010）