水電站噴射混凝土的配合比的優(yōu)化設計

1、水電站噴射混凝土的配合比的優(yōu)化設計         摘要：文章以水電站噴射混凝土的配合比的優(yōu)化設計研究為對象，經過施工經驗和相關試驗，對膠骨比、砂率、水灰比、速凝劑進行了相關的研究，最后得出了各物料的最佳使用量，為保證工程質量，發(fā)揮工程的經濟效益提供了數據支撐。 關鍵詞：水電站 噴射混凝土 配合比 優(yōu)化設計 Abstract: based on the concrete and the design of hydropower station of optimization design for research

2、object, after construction experience and relevant test, the bone glue than, sand ratio, and water cement ratio, the accelerating of research, it is concluded that the best use of the materials, for ensuring the quality of projects and project exert economic benefits provided data support. Keywords:

3、 hydropower spray "optimization of mixture 中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號 只有對水電站噴射混凝土配合比進行優(yōu)化設計，才能提高施工效率，保證工程的質量，彰顯噴射混凝土施工施工方便、經濟效益高、安全性能好的特點。 1 配合比的設計 在工程中，必須選擇塑性大、粘結力強的噴射混凝土，這樣才能保證工程的質量和使用壽命。所以，不管是采取干噴方式還是濕噴方式，設計拌和料的配合比時必須滿足以下條件，首先是向上噴射時要噴射到設計的厚度，同時不能有回彈量；其次是在4-8小時內強度具備對地層變形的控制能力；再次是當速凝劑的用量達到了早期強度和可噴

4、性的要求時，強度必須達到28天以上，耐久性必須良好；最后是在工程施工時噴射管道不發(fā)生堵塞。 1.1膠骨比 膠骨比是指噴射混凝土中的水泥和骨料的比例。噴射混凝土的水泥原料是硅酸鹽水泥和普通的硅酸鹽水泥，選擇要求是必須選擇級別大于42.5級。如果水泥的用量偏少，那么回彈量就會增大，初期強度的增長也不快；如果水泥用量偏多，施工過程中就會有大量的粉塵產生，使施工條件變惡劣，并且混凝土經過硬化后，收縮量也會增大。 混凝土收縮值的大小與所使用原材料的性能和配合比有著密切的關系。如果水泥的用量和用水量都增加，那么混凝土就會有很大的收縮變形。這時就要在漿體中摻入骨料，這樣可以限制水泥漿體發(fā)生體積變化，進而避免

5、了水泥漿體積發(fā)生收縮變形?；炷潦湛s變化情況與其配合比二者存在以下的關系： 在這個關系式中Sp代表水泥石的收縮變形，Sc代表混凝土的收縮變形，Vp代表骨料的體積，Vc代表水泥的體積，K取值在1.5-3.1之間，是一個材料常數，與水灰比、骨料粒徑大小及其他因素相關。 1.2砂率 所謂砂率是指砂子在所用粗細骨料中占到的百分比，砂率能對噴射混凝土的施工性能即混凝土的力學性能產生一定的影響。對砂率的試驗研究結果見表1。 有表1我們可以得知，當砂率小于40%時，盡管水泥用量比較小，但是回彈損失大，而且管路還容易堵塞，當砂率在40-50%之間時，同樣是管道容易堵塞，當砂率在50-60%之間時，雖然水泥的用

6、量看起來稍微大一些，但是回彈損失較小，管路不易堵塞，混凝土強度也比較大，混凝土收縮較小。當砂率大于60%時，不但增加了水泥的用量，而且混凝土的強度也有所降低，混凝土的收縮也比較大，盡管管路不易堵塞，回彈損失較小，也比不上砂率在60%的綜合性能。 表1 砂率對噴射混凝土性能的影響 性能 砂率 60% 回彈損失 大 較大 較小 較小 管路堵塞 易 容易 不易 不易 水泥用量 小 較小 較大 大 混凝土強度 高 較高 較高 低 混凝土收縮 小 較小 較小 較大 備注 干噴試驗 1.3水灰比 影響噴射混凝土強度大小的另外一個因素是水灰比。通過我們的試驗可以知道，在水灰比等于0.2時，水泥難以獲得充足的

7、水分使水泥水化，水泥硬化后，有相當一部分的沒有水化的水泥質點，存在非常大的回彈的問題；在水灰比等于0.4時，水泥能與合適的水分相互水化，并且水泥經過硬化后有緊密的質地結構；在水灰比等于0.6時，因為水分超過了一定的限制，經硬化后的水泥結構會形成一些毛細孔結構，質量也是不好的。因為使用干法噴射混凝土進行工程施工，一開始不能給出定拌合料的準確水灰比，水量的調節(jié)完全依靠噴射操作人員在機械的噴嘴處進行調節(jié)。依據現場試驗結果，若果噴射混凝土的表面有流淌、拉裂、滑移的情況的發(fā)生，則說明水灰比大于設計的比值；若果噴射混凝土的表面有干斑和砂窩，混凝土粘結不牢，工程施工時粉塵量大，混凝土的回彈量也小的情況發(fā)生，

8、則說明水灰比小于設計值。工程施工中，當水灰比的比值在0.4-0.5之間時，機械設備噴出的混凝土就會比較好，不但表面平整、顏色呈暗灰色，并且混凝土存在光澤、回彈均較小，施工現場粉塵也不會多。 1.4速凝劑 在工程施工過程中，使用速凝劑主要是為了提高噴射混凝土使用早期的強度，這樣碰面就能迅速與混凝土緊密的結合在一起，這樣結合后的混凝土就不會因重力作用而脫落下來。大大提高了混凝土在潮濕環(huán)境下或含水層中的適應能力，從而大大增加了噴層的厚度，也大大縮短了噴射層之間的時間間隔，同時也使回彈的損失大大減小。 關于對速凝劑相容性的試驗研究及速凝劑的最佳用量試驗研究，要參照水工混凝土外加劑技術規(guī)程（DL/T51

9、00-1999）的相關規(guī)定?；炷林袚饺胨倌齽┧鄡魸{的性能要求和水泥砂漿的性能要求見表2。 表2 摻速凝劑水泥凈漿及水泥砂漿的性能要求 單位：min、Mpa、% 凈漿凝結時間 水泥砂漿 速凝劑 初凝 終凝 ld抗壓強度 28d抗壓強度比 細度(篩余) 含水率 7 >74 一般在如下的情況下使用速凝劑：工程要求凝結的速度要快，噴施混凝土的厚度要盡快滿足設計厚度的要求；工程有早期強度的要求；作業(yè)的方式是仰噴；滲漏水要求封閉。 速凝劑的使用多少與混凝土的噴射位置、工程的施工地點的溫度大小、施工時噴面的狀態(tài)、混凝土的噴射方法、工程對凝結時間的設計要求有直接關系，還與對噴射混凝土的早期強度大小要

10、求及28d抗壓強度大小要求相關。我國生產的大多數速凝劑影響著混凝土的強度大小，而且有相當一部分還會降低混凝土的強度，所以要嚴格控制速凝劑的使用量。根據相關的工程施工經驗，紅星一型、711型和堯山型這三個型號的速凝劑的使用量一般占到水泥重量的2.5-4；而782型這種型號的速凝劑的使用量一般占到水泥重量的6-8。 2施工效果研究 通過噴射混凝土的配合比進行優(yōu)化設計，不但使噴射混凝土的施工速度得到了加快，而且同時也使噴射混凝土的施工質量大大提高，有效控制了成本，也顯著提高了經濟效益。 但在優(yōu)化設計時，研究采用干法進行工程施工，操作人員是依靠對進水里量的調節(jié)實現對水灰比的控制，所以，工程在進行噴射混

11、凝土的施工時，要滿足以下兩個要求，一是工程技術人員一定要加強現場檢查，進水量與混料的比例合適時，噴射的混凝土表面顏色有水銀色光澤，熟料的粘塑性非常好，是一團緊接著一團貼附于噴射面之上，也沒有大的回彈量；二是施工時要專門設置一個工程專用的水箱，這樣才能穩(wěn)定的水壓和持續(xù)的供水量，在這種情況下，分壓小于水壓。 3小結 通過對水電站噴射混凝土配合比的優(yōu)化設計，彰顯了噴射混凝土施工施工方便、經濟效益高、安全性能好的特點，同時也大大提高了施工效率，保證了工程的質量，明顯增加了水電站工程的經濟效益。為相關的水利水電工程建設、國家公路工程建設和鐵路工程建設等提供了科學依據。 參考文獻： 1李召朋.立節(jié)水電站樞紐噴射混凝土配合比的選定J.