噴射混凝土回彈量的探討

1、噴射混凝土在施工中的控制研究1干噴碎與濕噴碎工藝的比較噴射混凝土作為新奧法的三大要素之一，它是錨噴支護(hù)的重要組成部分。傳統(tǒng)的噴射混凝土曾采用干噴法，即把水泥與砂石拌和均勻后運(yùn)至噴射機(jī)處再添加速凝劑，水則在噴口處加入，由于噴水速度不易控制，從而造成混凝土強(qiáng)度波動幅度大。且又因?yàn)樗c干料混和的時(shí)間短而難以均勻，致使施工現(xiàn)場粉塵飛揚(yáng)，惡化了施工環(huán)境；濕噴混凝土則與常規(guī)混凝土無異，僅是在噴射口處添加速凝劑，利用壓縮空氣的沖擊成型。與干噴法相比，濕噴法可以避免前者存在的不足，并獲得較好的施工質(zhì)量，但對噴射機(jī)的構(gòu)造要求較高，成本也稍高。本項(xiàng)目初期支護(hù)形式主要采用錨噴混凝土支護(hù)。噴射混凝土強(qiáng)度C20,設(shè)計(jì)厚

2、度為15cm和24cm)。在施工過程中，影響噴射混凝土質(zhì)量的因素很多，而配合比設(shè)計(jì)在其中尤顯重要，對質(zhì)量的影響更為突出，直接關(guān)系到噴射混凝土強(qiáng)度、施工性、耐久性以及經(jīng)濟(jì)性。因此，為了確保噴射混凝土的施工質(zhì)量，在配合比設(shè)計(jì)階段，必須對原材料特性及主要參數(shù)進(jìn)行分析，了解和掌握其對施工質(zhì)量的影響，從而采取相應(yīng)控制措施，使配合比設(shè)計(jì)更合理，噴射混凝土質(zhì)量更能滿足設(shè)計(jì)要求。2噴射混凝土配合比設(shè)計(jì)對原材料的要求噴射混凝土原材料主要包括水泥、砂、石子、速凝劑等，提供滿足質(zhì)量要求的原材料是進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是保證噴射混凝土質(zhì)量的前提。水泥噴射混凝土所用水泥強(qiáng)度等級不應(yīng)低于32.5MPa。因?yàn)楣杷猁}水泥或

3、普通硅酸鹽水泥具有與速凝劑相容性好、能速凝、早強(qiáng)、快硬、后期強(qiáng)度較高等特性，應(yīng)優(yōu)先選用。本項(xiàng)目使用水泥為四川峨塔牌普通硅酸鹽水泥(P.O42.5)。骨料(1)砂：應(yīng)采用堅(jiān)硬耐久的中砂或粗砂，細(xì)度模數(shù)宜大于2.5,含水率宜控制在5%7%,含泥量不得大于3%細(xì)砂會增加噴射?!凝土干縮變形，易產(chǎn)生粉塵，惡化施工環(huán)境。本項(xiàng)目使用的為機(jī)制砂，細(xì)讀模數(shù)在3.03.5之間，屬粗砂。(2)石子：應(yīng)采用堅(jiān)硬耐久的卵石或碎石，粒徑不宜大于15mm卵石光滑干凈，對噴射機(jī)和輸料管路磨損小，有利于遠(yuǎn)距離輸料和減少堵管；碎石混凝土比卵石混凝土強(qiáng)度高，回彈也較少，但對噴射機(jī)和輸料管路磨損大；本項(xiàng)目采用碎石，粒徑范圍416m

4、m(3)級配：宜采用連續(xù)級配。若采用缺失中間顆粒的間斷級配，則混凝土拌和物易產(chǎn)生分離，粘滯性差，回彈率較高，抗壓強(qiáng)度也會下降。速凝劑速凝劑種類較多，無論選用哪種，都應(yīng)在使用前與所用水泥進(jìn)行相容性試驗(yàn)和水泥凈漿凝結(jié)效果試驗(yàn)，摻有速凝劑的水泥凈漿必須滿足：(1)具有良好的流動性，不得出現(xiàn)急凝；(2)初凝時(shí)間不大于5min,終凝時(shí)間不大于10min。應(yīng)根據(jù)水泥品種、水灰比等,通過試驗(yàn)確定速凝劑的最佳摻量，使用時(shí)準(zhǔn)確計(jì)量。本項(xiàng)目速凝劑摻量為水泥用量的4%水應(yīng)使用無雜質(zhì)的潔凈水，不得使用污水及HP值小于4的酸性水。外摻料3噴射混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本要求噴射混凝土配合比的確定具有自身工藝特點(diǎn)，要根據(jù)多種因

5、素來綜合選定。在保證原材料合格的前提下，配合比設(shè)計(jì)既要照顧對強(qiáng)度等主要指標(biāo)的要求，又要照顧到施工工藝的要求(見圖2)。一般應(yīng)滿足如下幾方面：(1)噴射混凝土配合比應(yīng)滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級要求，如有抗?jié)B要求，還應(yīng)達(dá)到抗?jié)B標(biāo)號；(2)回彈量少；(3)粉塵少；(4)粘附性好，能獲得密實(shí)的噴射混凝土；(5)能滿足施工要求，輸料順暢，不發(fā)生堵管等。4噴射混凝土配合比設(shè)計(jì)參數(shù)對施工質(zhì)量的影響噴射混凝土作為混凝土的一種，其配合比設(shè)計(jì)參數(shù)主要有水泥用量、灰骨比、砂率、水灰比以及坍落度等。(1)水泥用量宜控制在350400kg/m3。水泥用量過少，回彈量大，初期強(qiáng)度增長慢，當(dāng)水泥用量增加，噴射混凝土強(qiáng)度會提高，回彈減

6、少。但水泥用量過多，一是不經(jīng)濟(jì)，二是施工時(shí)產(chǎn)生的粉塵增多，惡化施工環(huán)境，另外混凝土凝結(jié)硬化時(shí)收縮也會增大。當(dāng)受噴面為有水地段，應(yīng)調(diào)整配合比，增加水泥用量。本項(xiàng)目因圍巖面潮濕、局部有滲水，水泥用量為420kg/m3。(2)灰骨比即水泥與骨料之比，應(yīng)根據(jù)施工工藝的不同采用不同地骨灰比。采取干法噴射施工時(shí)，水泥與砂、石之重量比宜為1:41:4.5；采取濕法噴射施工時(shí)，水泥與砂、石之重量比宜為1:3.51:4.0。初噴時(shí)，因直接噴射到巖面上，巖面不平順時(shí)往往不易與噴射混凝土粘結(jié),此時(shí)應(yīng)調(diào)整灰骨比為水泥：砂：石子=1:2:(1.52),以利于增加粘結(jié)性和減少回彈。本項(xiàng)目灰骨比為1:1.75:1.75。(

7、3)砂率宜控制在0.450.6。砂率的大小既影響噴射混凝土的施工性能，也影響其力學(xué)性能。砂率過大，因粗集料不足，噴射時(shí)石子對混凝土沖擊搗實(shí)力不大，使噴射混凝土的強(qiáng)度降低；同時(shí)使集料比表面積增大，要達(dá)到相應(yīng)坍落度和流動性，水泥用量也要加大，既不經(jīng)濟(jì)也會使混凝土產(chǎn)生收縮增大。砂率過小，則回彈率增大，易造成管路堵塞，施工工藝不易掌握，噴層厚度相應(yīng)變薄，噴射混凝土強(qiáng)度離散性很大。當(dāng)采用粗砂時(shí)，砂率可以采用偏大些。本項(xiàng)目砂率為0.55。(4)水灰比干法噴射施工水灰比宜控制在0.400.45；濕法噴射施工水灰比宜控制在0.420.50。水灰比的大小影響噴射混凝土回彈率和強(qiáng)度。水灰比過大，回彈率雖然可以減小

8、，但強(qiáng)度降低；水灰比過小，強(qiáng)度雖高，但回彈率也增高。采取干法噴射施工時(shí)，由于施工工藝的特殊性，水是從噴嘴處加入的，加水量全憑操作人員的經(jīng)驗(yàn)根據(jù)對噴射混凝土表面狀況判斷，通過調(diào)節(jié)水閥進(jìn)行控制。噴射混凝土表面出現(xiàn)流淌、滑移、拉裂時(shí)，表明水灰比過大，需減少加水量；若表面出現(xiàn)干斑、作業(yè)中粉塵大、回彈量大時(shí)，則表明水灰比太小，需及時(shí)加大水量；當(dāng)表面平整、呈水亮光澤狀、粉塵和回彈較少時(shí)，表明水灰比適宜。(5)坍落度是評價(jià)混凝土流動性、粘聚性和保水性的重要指標(biāo)。當(dāng)采取濕法噴射施工時(shí)，應(yīng)進(jìn)行坍落度檢測，坍落度宜控制在79cmi實(shí)踐證明坍落度在該范圍內(nèi)噴射混凝土回彈率最低。本項(xiàng)目坍落度設(shè)計(jì)為8cm5配合比的施工

9、控制措施為保證噴射混凝土施工質(zhì)量，通過對混凝土原材料性能要求及配合比設(shè)計(jì)主要參數(shù)對質(zhì)量的影響分析，采取如下措施實(shí)施控制：(1)從施工工藝上宜采取濕法噴射施工，可以準(zhǔn)確控制水灰比，確保配合比的穩(wěn)定和勻質(zhì)性。(2)按配合比對原材料準(zhǔn)確計(jì)量，稱量允許誤差應(yīng)滿足：I、水泥和速凝劑均為土2%n、砂和石子均為土3%(3)干法噴射施工時(shí)，為了對水灰比實(shí)施有效控制，應(yīng)先進(jìn)彳T試噴，掌握設(shè)計(jì)水灰比的操作控制范圍，以利于指導(dǎo)施工。(4)做好配合比原材料的試驗(yàn)檢測工作，了解掌握原材料的實(shí)際特性，為配合比設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。(5)嚴(yán)格按技術(shù)規(guī)范和配合比設(shè)計(jì)規(guī)程進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，不但要考慮設(shè)at技術(shù)要求，還要充分考慮實(shí)際施工條件因素，使配合比設(shè)計(jì)最優(yōu)，能最大限度的滿足設(shè)計(jì)技術(shù)性能和施工工作性的要求。(6)噴射混凝土混合料宜采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌制,拌制時(shí)間不得少于60S。6結(jié)束語通過合理的配合比設(shè)計(jì)及有效的控制措施，本項(xiàng)目噴射混凝土質(zhì)量優(yōu)良，施工回彈率控制在10%-15%,噴大板切割法混凝土試件標(biāo)養(yǎng)28天平