噴射混凝土配合比設(shè)計研究

1、噴射混凝土配合比設(shè)計研究摘 要：噴射混凝土配合比設(shè)計和施工與普通混凝土不同，該文以某核電擴(kuò)建項目臨時支護(hù)噴射混凝土配合比設(shè) 計為例，總結(jié)配合比設(shè)計方法，以利于指導(dǎo)實驗室的噴射混 凝土配合比設(shè)計。關(guān)鍵詞：噴射混凝土 配合比 設(shè)計中圖分類t=r.號：U455.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：1672-3791（2014）12（c）-0022-011 主要原材料要求1.1 水泥 噴射混凝土應(yīng)優(yōu)先選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，水泥強度等級不低于32.5M Pa。該項目使用的是山東申豐水泥集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的 P.O42.5水泥。1.2 細(xì)集料 噴射混凝土應(yīng)采用堅硬耐久的中砂或粗砂，細(xì)度模數(shù)宜大于 2

2、.5，干法噴射時砂含水率宜控制在5% 7% ，采用防粘 料噴射機時，砂含水率可為7%10%。該項目砂產(chǎn)地為白旄鎮(zhèn)前齊莊砂場，細(xì)度模數(shù)2.9,n區(qū)中砂，表觀密度 2620kg/m3，含泥量為 2.8%，泥塊含量 0.8%。1.3 粗集料應(yīng)采用堅硬耐久的卵石或碎石，粒徑不大于15mm，當(dāng)使用堿性速凝劑時，不得含有活性二氧化硅的石材。該項目 采用的是連云港的 510mm連續(xù)粒級顆粒級配含泥量 0.2%，泥塊含量 0.1%，表觀密度 2640kg/m3 。1.4 速凝劑 速凝劑使用前，應(yīng)做與水泥的相容性試驗及水泥凈漿凝結(jié)效果試驗，初凝不應(yīng)大于 5 min ，終凝不大于 10min 。該項目所用速凝劑為

3、淮南市舜大化工生產(chǎn)，初凝時間92s，終凝時間為 4min 。1.5 噴射混凝土 噴射混凝土用的骨料顆粒級配宜控制在表 1 所提供范圍內(nèi)。1.6 水 噴射混凝土用水，不應(yīng)含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害雜質(zhì)，不得使用污水及 PH 值小于 4的酸性水和含硫酸鹽量按計算超過混合用水重量 1%的水。該項目采用飲用水。2 配合比設(shè)計要求 噴射混凝土配合比設(shè)計要求既要滿足強度要求，還要滿足施工工藝要求，即回彈少、粉塵少和不發(fā)生堵管。2.1 水泥與砂石骨料重量比 當(dāng)水泥用量增加時，噴射混凝土強度提高，回彈減少，但是水泥用量太高不僅不經(jīng)濟(jì)，也會增加混凝土收縮?？紤] 到既滿足強度又可減少回彈損失，特規(guī)定水泥與砂

4、石骨料重量比，干法噴射宜為 1: 41: 4.5;濕法噴射宜為 1: 3.5 1 ： 4。2.2 砂率 實踐表明，當(dāng)砂率低于 50%時管路易堵塞，回彈率高;若砂率高于 60%則會降低噴射混凝土強度且加大收縮。因此 砂率宜為 50% 60%。2.3 水灰比 為有效保證混凝土強度，并減少回彈和粉塵，干法噴射時水灰比為 0.40.45，濕法噴射時為 0.420.5。2.4 坍落度 當(dāng)采取濕法噴射時應(yīng)進(jìn)行坍落度檢測，坍落度宜控制在812cm。干法噴射水是從噴嘴處加入的，可以現(xiàn)場通過調(diào)節(jié)水閥進(jìn)行控制，坍落度不是其控制指標(biāo)。3 配合比設(shè)計 噴射混凝土配合比設(shè)計應(yīng)根據(jù)技術(shù)規(guī)范要求和現(xiàn)場相結(jié)合的方法確定。第一

5、步是依據(jù)配合比設(shè)計并通過實驗確定 實驗室配合比，第二步是通過現(xiàn)場試噴確定施工配合比。該 文重點介紹室內(nèi)配合比設(shè)計。該項目為干噴法施工。3.1 確定水灰比 根據(jù) GB50086-2001 錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范W/C 取 0.45。3.2 計算 1m3 混凝土各項材料用量1）用水量 mwo 選用 200kg；（ 2）水泥用量mco=200/0.45=444kg ；（ 3）速凝劑用量按使用說明為水泥用量的 5% , m 速=22.2kg ; (4)砂率(p s)取 50% ; (5)采用 重量法計算砂石用量 mso=mgo= (2400-200-476-23.8 ) X867：22.2。50%

6、=850kg ；（ 6）混凝土拌合物基準(zhǔn)配合比為mco：mwo：mso： mgo：m 速=444：200：867：3.3 保持用水量不變和砂率不變，調(diào)整水灰比，分別為0.42 和 0.48，計算每立方米材料用量1) W/C=0.42 ，mco：mwo：mso：mgo：m 速 =476 ：200：850：850：23.82) W/C=0.48 ，mco：mwo：mso：mgo：m 速 =417 ：200：881：881：20.83）當(dāng)水灰比為0.42 時，混凝土 7d 抗壓強度值為27.1MPa , 28d抗壓強度值為 38.2MPa。當(dāng)水灰比為 0.48時，混凝土 7d 抗壓強度值為 19.8

7、MPa， 28d 抗壓強度值為29.7MPa。根據(jù)強度試驗結(jié)果最終選用水灰比為0.48的配合比。4 施工配合比的確定 該項目采用干法噴射混凝土，要確保砂石在干燥狀態(tài)下拌合，否則會使得干料拌合不均勻，局部含水量高的砂石易 結(jié)塊。這樣容易發(fā)生堵管現(xiàn)象且影響噴護(hù)質(zhì)量。獲得實驗室 配合比后，根據(jù)室內(nèi)配合比強度結(jié)果，現(xiàn)場分別采用：砂：石：水泥：速凝劑 =300：300：150：7.5；（2）砂：石：水泥：速凝劑 =290：290：150：7.5 兩種配合比組織現(xiàn)場試 噴，從噴完后骨料掉落和初凝后坡面平整情況、混凝土強度 等情況，最終確定每次拌合裝料重量為砂：石：水泥：速凝 劑=290：290：150：7

8、.5。5 噴射混凝土現(xiàn)場抗壓強度試件的成型和檢測1 ）施工前須在現(xiàn)場做抗壓強度試驗。 （ 2）檢查噴射混凝土抗壓強度所需的試件應(yīng)在工程施工中抽樣制取。試件 數(shù)量，每噴射50100m3混合料或混合料小于 50m3的獨立工程，不得少于 1 組，每組試件數(shù)量不得少于 3 個；材料或 配合比變更時，另作 1 組。（ 3）檢查噴射混凝土抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)試件應(yīng)在一定規(guī)格的噴射混凝土板件上切割制取。試件為 邊長100mm的立方體，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù) 28d，用標(biāo)準(zhǔn)試驗方法測得極限抗壓強度并乘以 0.95 的系數(shù)。（4）采用立 方體試件進(jìn)行抗壓強度試驗時，加載方向必須與試件噴射成 型方向垂直。6 結(jié)語 噴射混凝土配合比原材料必須滿足施工技術(shù)規(guī)范要求，尤其是碎石要按混合料級配下限控制其最大粒徑，以防發(fā)生 堵管現(xiàn)象。干噴法噴射混凝土可根據(jù)噴射現(xiàn)場情況通過調(diào)節(jié) 閥門調(diào)節(jié)到適宜的用水量，配比試驗時，坍落度不是其控制 指標(biāo)。水灰比參照施工規(guī)范，以保持混凝土表面平整、無骨 料嚴(yán)重脫落或滑移流淌現(xiàn)象為準(zhǔn)?，F(xiàn)場砂石原材料堆放要有 防水措施，必要時搭設(shè)雨棚，確保原材料處于干燥狀態(tài)，拌 合的