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user: 3. 试验结果与讨论 3.1. 正交试验结果与讨论 正交试验设计与试验结果如表6所示，通过极差分析研究四因素及其不同水平对制品干密度与抗压强度影响程度，极差分析如表7所示。通过极差分析，得到各因素对制品性能影响的显著程度。通过正交试验结果确定制备泡沫混凝土的最优方案。 Table 6 Orthogonal experimental design and result 试验编号 因素 制品性能 A B C D 干密度/(kg/m 3 ) 抗压强度/(MPa) 1 48 37 0.34 1.7 597 0.84 2 46 35 0.35 1.9 564 0.81 3 48 35 0.36 1.6 620 1.36 4 50 39 0.36 1.8 621 1.31 5 50 33 0.34 1.9 578 0.81 6 46 33 0.36 1.7 611 0.77 7 50 37 0.35 1.6 615 0.85 8 46 39 0.34 1.6 570 0.63 9 44 39 0.35 1.7 590 0.92 10 44 33 0.37 1.6 587 1.03 11 46 37 0.37 1.8 555 0.68 12 44 37 0.36 1.9 526 0.90 13 44 35 0.34 1.8 534 0.82 14 48 33 0.35 1.8 514 0.47 15 50 35 0.37 1.7 544 0.73 16 48 39 0.37 1.9 489 0.46 表6. 正交试验设计与试验结果 Table 7 Orthogonal test range analysis tabl 因素 A固硫渣 B水泥 C水料比 D泡沫 抗压强度 k1 0.92 0.77 0.78 0.97 k2 0.72 0.93 0.76 0.82 k3 0.78 0.82 1.09 0.82 k4 0.93 0.83 0.73 0.75 R 0.21 0.16 0.37 0.22 排秩 3 4 1 2 最优水平 A4 B2 C3 D1 最优组合 A4B2C3D1 干密度 k1 559 573 570 598 k2 575 566 571 586 k3 555 573 595 556 k4 590 568 544 539 R 35 7 51 59 排秩 3 4 2 1 最优水平 A4 B2 C3 D1 优组合 A4B2C3D1 表7. 正交试验极差分析表 将制品的干密度与抗压强度以柱状图的方式展示出来，如图2所示，以各因素为横坐标，各因素的极差分析结果为纵坐标，画出极差分析图如图3所示。 图2. 正交试验结果 图3. 极差分析结果 通过极差分析，对抗压强度的影响由大到小依次为：泡沫 > 水料比 > 固硫渣 > 水泥，最优的组合为A4B2C3D1；对干密度的影响由大到小依次为：水料比 > 泡沫 > 固硫渣 > 水泥，试验目标为制备出A06级泡沫混凝土，因此最优组合为A4B2C3D1。泡沫混凝土抗压强度是考察的重要指标，制品的干密度能够在一定的范围内变化，因此以抗压强度的最优方案，作为最优配合比方案。通过正交试验确定了掺加固硫灰、渣A06级泡沫混凝土配合比最优方案为：炉渣50%、水泥35%、水料比0.36、泡沫添加量1.6 L。 为了更好的研究不同因素对制品容重及抗压强度的影响，将不同因素对制品性能的影响以折线图的方式展示出来，如图4所示。 由图4趋势图可以看出：① 随着泡沫添加量增加，制品的干密度和抗压强度呈下降的趋势，泡沫添加量增加，制品的孔隙率增加，从而使得制品干密度降低，伴随着干密度的降低，制品内部泡孔壁的厚度变薄，使得制品的强度变低。② 水料比对干密度及抗压强度的影响呈现先增加后降低的趋势，这是因为，当水料比过低时料浆流动性较差，不利于料浆搅拌均匀，与泡沫混合时，大部分泡沫发生破裂，使得料浆发生离析、上下分层浇筑后的制品容重分布不均匀、内部结构较差，因而抗压强度较低；随着水料比的增加，料浆流动性得到改善、保泡性提高，与泡沫拌和时能够形成均匀的泡沫料浆，浇筑后试块容重分布均匀，制品内部结构得到改善，强度提高；继续增加水料比，料浆变稀，包裹泡沫的料浆变少，制品硬化后形成的泡壁变薄，制品容重降低的同时，其抗压强度也随之降低。水料比对料浆的和易性影响较大，过大过小对制品性能都具有不好的影响，因此在合适的水料比0.36处制品抗压强度最高。③ 泡沫混凝土的抗压强度随着水泥添加量的增加，呈现一定的波动，但是对整体性能的影响不大，其原因在于，固硫灰的掺加起到了辅助胶凝材料的作用，水泥与固硫灰的掺量是此消彼长的关系，因而制品的性能得到平衡，这也在侧面反映出，固硫灰替代部分水泥做辅助胶凝材料具有优良材料属性。④ 固硫渣密度相较于水泥与固硫灰要小的多，在泡沫混凝土中作为骨料替代砂石能够有效的降低制品的容重，随着固硫渣的掺量增加，其强度呈现先降低后增加的趋势，在50%处达到最大，但是过高的固硫渣掺量会使得胶凝材料(水泥、固硫灰)含量降低，从而使得制品的性能变差。 图4. 四因素对制品干密度及抗压强度的影响 通过正交试验得到的最优配合比方案，并不在16组正交试验中，以最优配合比试验制备出的泡沫混凝土其干密度610 kg/m 3 、标准养护28 d抗压强度1.42 MPa。 3.2. 固硫渣粒度集配对制品性能影响的研究 为了制备出性能更加优良的泡沫混凝土制品，在正交试验最优配合比方案的基础上研究了固硫渣粒度集配对制品性能的影响，对炉渣进行筛分处理，得到不同粒度范围的炉渣颗粒，之后根据试验设计的集配方案，进行称量混合，用于试验研究，试验结果如表8所示。 对表8的数据进行分析：① 随着骨料中粗骨料(6~0.3 mm)占比增加，细骨料(<0.125)占比降低，料浆的水料比逐渐降低，细骨料具有较大的比表面积，未燃烧的碳粉主要存在于细骨料中，其具有较大的吸附性，大大提高了料浆拌和的需水量，因而当细骨料含量降低时能够有效的降低水料比同时改善料浆的和易性。② 干密度与抗压强度随着粗骨料的含量增加呈现先增加后降低的趋势，这是因为，随着粗骨料的含量增加水料比降低，料浆稠度增加，制品泡沫壁厚度增加，制品干密度提高，抗压强度提高。随着粗骨料占比继续增加，此时粗骨料的体积效应表现出来，增加了拌和后料浆的体积，从而使得浇筑制品的容重降低，制品内部泡壁变薄；细骨料含量高时对于料浆的和易性具有不好的影响，但是细骨料同时起着微集料的特性，一定的细骨料存在于制品内部能够提高制品的致密程度。因此当粗骨料含量高时其体积效应变得明显，伴随着细骨料含量的降低，使得制品强度变差。 Table 8 Research on the Influence of CFBC Slag Set on Product Performanc 试验 集配/w% 制品性能 6~0.3 mm 0.3~0.125 mm <0.125 mm 水料比 干密度/(kg/m 3 ) 抗压强度/MPa G1 50 25 25 0.37 605 1.62 G2 55 25 20 0.36 613 1.85 G3 60 25 15 0.35 622 2.41 G4 65 25 10 0.34 604 2.22 G5 70 25 5 0.33 589 2.11 表8. 固硫渣集配对制品性能影响研究 综合分析，当固硫渣颗粒集配为6~0.3 mm (60w%)、0.3~0.125 (25w%)、<0.125 (15w%)时制品性能最佳，A06级泡沫混凝土，标准养护28 d抗压强度达2.41 MPa，制品性能提升72%。 3.3. 养护制度对制品性能的影响 在前期试验的基础上，考查了标准养护、淋水养护与40℃恒温养护当养护龄期为3 d、7 d、14 d、28 d时对制品抗压强度的影响，其试验结果如表9所示。标准养护条件为温度：20℃、湿度：95%；淋水养护的方式，每隔3 h对制品表面进行淋水，保持制品表面一直为湿润的状态，温度：北方夏季环境温度27℃~33℃、湿度：环境湿度33%~70%；40℃恒温养护，采用恒温恒湿养护箱进行养护，温度：40℃、湿度：100%。 Table 9 The effect of maintenance system on the compressive strength of product 养护制度 养护条件 抗压强度/MPa 温度/℃ 湿度/% 3 d 7 d 14 d 28 d 标准养护 20 95 1.44 1.82 2.23 2.41 淋水养护 27~33 30~70 1.62 2.27 2.84 3.22 40℃养护 40 100 2.43 3.42 3.83 3.65 表9. 养护制度对制品抗压强度的影响 由表9数据可以看出，选用淋水养护与40℃恒温养护对制品强度的提升明显。淋水养护与标准养护相比，早期强度发展速度有所提升，7 d强度达到标准养护14 d强度，同时具有更高的后期强度，28 d强度可达3.22 MPa，强度提升34%。采用40℃恒温养护早期强度提升较快，3 d强度达到标准养护28的强度，选用恒温养护能够显著缩短制品的龄期，同时其后期强度提高更多，14 d强度达到最高的3.83 MPa与标准养护28 d强度比，提升59%，但是继续增加恒温养护的龄期达到28 d时，其强度是降低的。