复高钛重矿渣路面混凝土配合比优化设计试验研究.pdf
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1、2 0 1 1年 第 8 期 (总 第 2 6 2 期 ) N u mb e r 8 i n 2 0 1 1 ( T o t a l No 2 6 2 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 实用技术 P RACTI CAL TEC 玎 OL OGY d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 1 0 8 0 4 5 复高钛重矿渣路面混凝土配合比优化设计试验研究 孙金坤 l a , b 黄双华 l a , b ,念红芬 l a , b I程敏 l a ,b ,李兵 。 ( 1 攀枝花学院 a 土木工程学院;b 工程结构研究所,四川
2、 攀枝花 6 1 7 0 0 0 ; 2 攀枝花市工程质量监督管理站,四川 攀枝花 6 1 7 0 0 0 ) 摘要: 以清一 乌复线道路为工程背景 , 采用高钛重矿渣作粗、 细骨料, 并掺加磨细高钛矿渣复合微粉部分取代水泥来配制复高钛重矿 渣路面混凝土( 以下简称 C H T H S P C) 。 以7 、 2 8 d 抗弯拉强度、 工作性 3 个参数作为考察指标, 采用正交试验与极差分析方法 , 考察水胶比、 砂率 、 复合微粉取代率对其性能 的影响 , 对其进行优化设计 , 寻求最优配合 比, 在攀西 道路工程 中推广 , 为工程应用提供有益的参考 。 关键词 : 复高钛重矿渣道路混凝土
3、 ;配合 比设计 ;正交试验 ;试 验分析 中图分类号 : T U5 2 8 0 6 2 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 0 8 0 1 3 5 0 3 Ex pe r i me nt al s t udy on opt i m i z e d m i x t ur e de s i gn f or c ompl e x hi gh t i t ani um h e av y s l ag p av eme nt c onc r e t e SUNJ i n - ku n , HUANGS hu a n g - hu a , NI AN
4、Ho n g - f e nl a ,b , C HENGMi n , LI Bin g ( 1 a S c h o o l o f Ci v i l E n g i n e e ri n g ; b I n s t i t u t e o f E n g i n e e r in g a n d S t r u c tur e , P a n z h i h u aU n iv e r s i ty, P a n z h i h u a6 1 7 0 0 0 , C h i n a ; 2 S u p e r v i s i o n S t a t i o no f E n g i n e
5、e ri n g Qu a l i tyP a n z h i h u a , P a n z h i h u a 6 1 7 0 0 0 , C h i n a ) Ab s t r a c t : Wi t h t h e Qi n g v c u mu l t i p l e t r a c k a s t h e p r o j e c t b a c k g r o u n d, t h i s s tud y ma d e c o mp l e x h i g h t i t a n i u m h e a v y s l a g p a v e me n t c o n c r
6、e t ( h e r e i n a f te r r e f e r r e d t o a s CH T HS P C) b y u s i n g c o a r s e a g gre g a t e , fi n e a g gre g a t e a n d gro u n d fi n e h i g h t i t ani a s l a g c o mp o s i t e p o wd e r t o p a r t l y r e p l a c e c e m e n t An d wi t h 7, 2 8 d b e n d i n g s t r e n g t
7、 h, wo r k i n g pe r f o r ma n c e a s e x a m i n e i t e ms , t h i s p a pe r a d o p t e d o r t h o g o n a l e x pe rime n t an d r a n g e a n a l y s i s me t ho d t o o p t i mi z e d CHTHS P C d e s i g n a n d o b t a i n e d t h e o p t i ma l mi x t u r e p r o p o r t i o n b y i n v
8、 e s t i g a t i n g t h e i n fl ue n c e o f wa t e r - c e me n t r a t i o, s a nd r a t i o, c o mp o s i t e p o wd e r r e p l a c e me n t r a t e I t c a n b e p o p u l a riz a t i o n i n t h e P a n - x i r o a d e n g i n e e rin g and p r o v i d e b e ne fic i a l r e f e r e n c e f
9、o r t h e p r o j e c t a p p l i c a t i o n K e ywo r d s : c o mp l e x h i g ht i t an i u m h e a v y s l a gp a v e me n t c o n c r e t e( CH T HS P C) ; mi x tur e d e s i g n ; o r t h o g o n a l e x p e ri me n t ; e x p e ri me n t a l a n a l y s i s 0 引言 高钛重矿渣是攀钢冶炼钒钛磁铁矿时产生的高炉熔渣在空 气中自然冷
10、却或热泼形成的一种致密矿渣, 其 T i O 含量高达 2 2 左右, 故称高钛重矿渣。 其综合利用是当今世界性难题之一【 I J 。 本课题将这些大量堆积的高钛重矿渣分级破碎作粗 、 细骨料及 磨细组分配制道路混凝土( C H T H S P C) , 是将高钛重矿渣应用 于混凝土材料的重要举措 , 对于解决攀钢矿渣过量堆积 , 节约 自然资源, 降低工程成本 , 保护长江上游生态环境等具有重要 的意义。 因此 , 本文在前期研究 的基础上 2 - 3 , 以清一 乌复线道路 为工程背景, 采用高钛重矿渣作粗、 细骨料 , 并掺加磨细高钛矿 渣复合微粉 部分取代水泥来配制 C HT HS P
11、 C, 以 7 、 2 8 d抗弯 拉强度 、 工作性 3个参数作为考核指标 , 采用正交试验与方差 分析方法, 考察水胶比、 砂率 、 复合微粉取代率对其性能的影 响 , 对其进行优化设计 , 寻求最优配合 比, 在攀西道路工程 中推 广 , 为工程应用提供有益 的参考 。 1 试验设计 1 1 工程背景 清一 乌复线道路工程属攀枝花市西区城市主支干道工程, 设计道长 6 4 k m, 道面宽 1 5 m, 厚 2 5 0 1 T l l n , 主要代替西区城市 收稿 日期 :2 0 1 l _ o 2 一 I 6 基金项 目:攀枝花市规划和建设局科研项 目( 2 0 0 6 0 1 )
12、中心繁华干道分流重型货运机车, 属重等级交通路面 , 设计抗 弯拉强度 R I5 5 MP a , 设计等级为 I I 级公路。拟在该路段混 凝土全部采用高钛重矿渣作粗、 细骨料代替普通碎石、 砂 , 并掺 加磨细高钛矿渣复合微粉部分取代水泥来配制 C H T H S P C 。 1 2 原材料选择 ( 1 ) 粗骨料。 环业公司生产 5 3 1 5 iT lr n高钛重矿渣碎石连 续级配嘲, 表观密度 2 7 2 e C c r n , 堆积密度: 1 3 5 0 k g m 。 ( 2 ) 细骨料。 攀钢环业公司生产高钛重矿渣砂渣粉含量 1 0 O o 1 3 , 细度模数 Mx = 2
13、9 3 2 , 表观密度: 3 1 4 g c m , 堆积密度 : 1 6 8 0k g m 。 ( 3 ) 磨细钛矿渣复合微粉筛余为 1 1 2 P o ; 密度为 2 9 3 g c m ; 比表面积为5 5 0 m2 k g , 见表 1 。 表 1 磨细钛矿渣复合微粉 的质量指标 材料 Mg O A1 2 O3 S i O 2 C a O T i O 2 F e 2 03 磨细高钛矿渣 7 6 7 1 6 7 0 2 4 8 8 2 7 0 0 2 1 7 4 0 3 4 ( 4 ) 水泥。 采用环业公司生产的 P O 3 2 5 R(f = 4 9 8 MP a ) 水泥。 1 3
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