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-喷射混凝土配合比设计研究-第 7 页喷射混凝土配合比设计研究 摘 要：喷射混凝土配合比设计和施工与普通混凝土不同，该文以某核电扩建项目临时支护喷射混凝土配合比设计为例，总结配合比设计方法，以利于指导实验室的喷射混凝土配合比设计。 关键词：喷射混凝土 配合比 设计 中图分类号：U455.91 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（c）-0022-01 1 主要原材料要求 1.1 水泥 喷射混凝土应优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥强度等级不低于 32.5MPa。该项目使用的是山东申丰水泥集团有限公司生产的P.O42.5水泥。 1.2 细集料 喷射混凝土应采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数宜大于2.5，干法喷射时砂含水率宜控制在5%7%，采用防粘料喷射机时，砂含水率可为7%10%。该项目砂产地为白旄镇前齐庄砂场，细度模数2.9，区中砂，表观密度2620kg/m3，含泥量为 2.8%，泥块含量0.8%。 1.3 粗集料 应采用坚硬耐久的卵石或碎石，粒径不大于15mm，当使用碱性速凝剂时，不得含有活性二氧化硅的石材。该项目采用的是连云港的510mm连续粒级颗粒级配含泥量0.2%，泥块含量0.1%，表观密度2640kg/m3。 1.4 速凝剂 速凝剂使用前，应做与水泥的相容性试验及水泥净浆凝结效果试验，初凝不应大于5min，终凝不大于10min。该项目所用速凝剂为淮南市舜大化工生产，初凝时间92s，终凝时间为4min。 1.5 喷射混凝土 喷射混凝土用的骨料颗粒级配宜控制在表1所提供范围内。 1.6 水 喷射混凝土用水，不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质，不得使用污水及PH值小于4的酸性水和含硫酸盐量按计算超过混合用水重量1%的水。该项目采用饮用水。 2 配合比设计要求 喷射混凝土配合比设计要求既要满足强度要求，还要满足施工工艺要求，即回弹少、粉尘少和不发生堵管。 2.1 水泥与砂石骨料重量比 当水泥用量增加时，喷射混凝土强度提高，回弹减少，但是水泥用量太高不仅不经济，也会增加混凝土收缩。考虑到既满足强度又可减少回弹损失，特规定水泥与砂石骨料重量比，干法喷射宜为1：41：4.5；湿法喷射宜为1：3.51：4。 2.2 砂率 实践表明，当砂率低于50%时管路易堵塞，回弹率高；若砂率高于60%则会降低喷射混凝土强度且加大收缩。因此砂率宜为50%60%。 2.3 水灰比 为有效保证混凝土强度，并减少回弹和粉尘，干法喷射时水灰比为0.40.45，湿法喷射时为0.420.5。 2.4 坍落度 当采取湿法喷射时应进行坍落度检测，坍落度宜控制在812cm。干法喷射水是从喷嘴处加入的，可以现场通过调节水阀进行控制，坍落度不是其控制指标。 3 配合比设计 喷射混凝土配合比设计应根据技术规范要求和现场相结合的方法确定。第一步是依据配合比设计并通过实验确定实验室配合比，第二步是通过现场试喷确定施工配合比。该文重点介绍室内配合比设计。该项目为干喷法施工。 3.1 确定水灰比 根据GB50086-2001锚杆喷射混凝土支护技术规范，W/C取0.45。 3.2 计算1m3混凝土各项材料用量 （1）用水量mwo选用200kg；（2）水泥用量mco=200/0.45=444kg；（3）速凝剂用量按使用说明为水泥用量的5%，m速=22.2kg；（4）砂率（s）取50%；（5）采用重量法计算砂石用量mso=mgo=（2400-200-476-23.8）×50%=850kg；（6）混凝土拌合物基准配合比为mco：mwo：mso：mgo：m速=444：200：867：867：22.2。 3.3 保持用水量不变和砂率不变，调整水灰比，分别为0.42和0.48，计算每立方米材料用量 （1）W/C=0.42，mco：mwo：mso：mgo：m速=476：200：850：850：23.8 （2）W/C=0.48，mco：mwo：mso：mgo：m速=417：200：881：881：20.8 （3）当水灰比为0.42时，混凝土7d抗压强度值为27.1MPa，28d抗压强度值为 38.2MPa。当水灰比为0.48时，混凝土7d抗压强度值为19.8MPa，28d抗压强度值为 29.7MPa。根据强度试验结果最终选用水灰比为0.48的配合比。 4 施工配合比的确定 该项目采用干法喷射混凝土，要确保砂石在干燥状态下拌合，否则会使得干料拌合不均匀，局部含水量高的砂石易结块。这样容易发生堵管现象且影响喷护质量。获得实验室配合比后，根据室内配合比强度结果，现场分别采用：（1）砂：石：水泥：速凝剂=300：300：150：7.5；（2）砂：石：水泥：速凝剂=290：290：150：7.5两种配合比组织现场试喷，从喷完后骨料掉落和初凝后坡面平整情况、混凝土强度等情况，最终确定每次拌合装料重量为砂：石：水泥：速凝剂=290：290：150：7.5。 5 喷射混凝土现场抗压强度试件的成型和检测 （1）施工前须在现场做抗压强度试验。（2）检查喷射混凝土抗压强度所需的试件应在工程施工中抽样制取。试件数量，每喷射50100m3混合料或混合料小于50m3的独立工程，不得少于1组，每组试件数量不得少于3个；材料或配合比变更时，另作1组。（3）检查喷射混凝土抗压强度标准试件应在一定规格的喷射混凝土板件上切割制取。试件为边长100mm的立方体，在标准养护条件下养护28d，用标准试验方法测得极限抗压强度并乘以0.95的系数。（4）采用立方体试件进行抗压强度试验时，加载方向必须与试件喷射成型方向垂直。 6 结语 喷射混凝土配合比原材料必须满足施工技术规范要求，尤其是碎石要按混合料级配下限控制其最大粒径，以防发生堵管现象。干喷法喷射混凝土可根据喷射现场情况通过调节阀门调节到适宜的用水量，配比试验时，坍落度不是其控制指标。水灰比参照施工规范，以保持混凝土表面平整、无骨料严重脱落或滑移流淌现象为准。现场砂石原材料堆放要有防水措施，必要时搭设雨棚，确保原材料处于干燥状态，拌合的混合料应尽快使用，混合料在喷射前应过筛处理。避免喷射时发生堵管现象。 参考文献 1 GB50086-2001，锚杆喷射混凝土支护技术规范S. 2 JGJ55-2011，普通混凝土配合比设计规程S. 3 GB/T50081-2002，普通混凝土力学性能试验方法标准S.