喷射混凝土配合比设计研究

1、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t=r.号：U455.91 文献标识码： A 文章编号：1672-3791（2014）12（c）-0022-011 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32.5M Pa。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

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,n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 5 min ，终凝不大于 10min 。该项目所用速凝剂为

3、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

4、石骨料重量比，干法喷射宜为 1: 41: 4.5;湿法喷射宜为 1: 3.5 1 ： 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

5、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(p s)取 50% ; (5)采用 重量法计算砂石用量 mso=mgo= (2400-200-476-23.8 ) X867：22.2。50%

6、=850kg ；（ 6）混凝土拌合物基准配合比为mco：mwo：mso： mgo：m 速=444：200：867：3.3 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 ：200：850：850：23.82) W/C=0.48 ，mco：mwo：mso：mgo：m 速 =417 ：200：881：881：20.83）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 19.8

7、MPa， 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：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

8、.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