【某边坡防护工程喷射混凝土配合比设计】喷射混凝土的配合比解释

时间：2019-05-28 03:24:39　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　摘要：本文针对喷射混凝土的特性，探索以试验室室内试配喷射混凝土的方法，设计出喷射混凝土的施工配合比。　　关键词：喷射混凝土；配合比；参数　　Abstract: in this paper the characteristics of sprayed concrete, explore a lab indoor test match of sprayed concrete method, design of sprayed concrete construction are introduced.
　　Keywords: jet concrete; Mix; parameters
　　
　　
　　中图分类号：TU528.53文献标识码：A 文章编号：
　　一、概述
　　喷射混凝土是借助喷射机械，利用空气或其他动力，将一定配合比的水泥、砂石以及外加剂等混合料通过喷枪喷射到受喷面上，并迅速凝结固化成为密实均匀的混凝土。喷射混凝土工艺简单施工方便，具有强度增长快、密实性好、适应性强等特点，多用于隧道、边坡、地下基础、抗震救灾等的混凝土加固和修复工程。由于自身的工艺特点，其配合比设计与普通混凝土有较大的不同。
　　2011年12月，受武警水电二总队委托，检测中心为揭阳潮汕机场工程的某边坡防护混凝土进行配合比设计。该混凝土采用喷射混凝土（湿喷法），设计强度等级C20，设计坍落度80-120mm。
　　二、配合比设计
　　1、原材料选择
　　由于喷射混凝土自身的特点，配制时需加入速凝剂，所以对水泥的选择应优先考虑能速凝、快硬和后期强度较高的水泥，同时还需与速凝剂有良好的相容性。如果水泥品种选择不当，则可能造成闪凝、缓凝、初终凝间隔时间长等不利因素而增大回弹，影响喷射混凝土强度的增长。在《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086－2001中规定，水泥应优先选用强度等级不低于32.5MPa硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，也可选用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥。本工程水泥采用广发32.5R（P.P），技术指标见表1。
　　表1水泥技术指标
　　
　　
　　按GB50086－2001的要求，喷射混凝土细集料应为中粗砂，细度模数大于2.5。砂子过细，会使干缩增大及粉尘增多；砂子过粗，则会增加回弹。本工程采用韩江砂，其技术指标见表2，可以满足工程需要。
　　表2细集料技术指标
　　
　　
　　为了减少回弹率和混合料在管路内的堵塞，规定最大骨料粒径不宜大于15mm。本工程粗集料采用云路石场5－16mm碎石，其级配情况见表3，其它技术指标见表4。
　　
　　表3粗集料5－16mm级配
　　
　　
　　表4粗集料技术指标
　　
　　
　　外加剂采用SD型混凝土速凝剂，掺量4%。该速凝剂与水泥净浆进行凝结效果试验，初凝为3min，终凝为8min，符合GB50086－2001要求。
　　拌和用水使用自来水进行试验。
　　2、参数确定
　　根据GB50086－2001，湿法喷射混凝土水灰比（W/C）宜为0.42~0.50，而设计强度只为C20，根据经验，不必进行水灰比计算，直接选取最低水灰比0.50及0.45进行试配。
　　采用试配少量混凝土的方法确定混凝土的用水量，当混凝土坍落度达到80-120mm时，混凝土基准用水量W=220 kg/m3。
　　砂率对喷射混凝土的稠度和粘聚性影响很大，对喷射混凝土的强度也有一定的影响，根据专家研究，其关系如表5。
　　表5砂率对喷射混凝土性能的影响
　　
　　
　　在GB50086－2001中规定砂率宜为50%~60%，本工程我们选取βs=50%。
　　根据前面确定的水灰比和砂率，计算出两个试配的配合比见表6。
　　表6 混凝土试配配合比
　　
　　
　　注：1、混凝土的质量密度按mcp=2400 kg/m3计算。
　　2、速凝剂掺量根据说明书，以水泥用量的4%计算。
　　
　　3、混凝土试配
　　根据表6确定的配合比进行试配。由于喷射混凝土掺加速凝剂后快速凝结、硬化，故不能采用与普通混凝土一样的试验办法，我们采用强制式搅拌机进行搅拌（搅拌时不掺入速凝剂），待拌合料搅拌均匀后测定混凝土坍落度，如坍落度符合设计要求再加入速凝剂。
　　在混凝土拌合物加入速凝剂（需均匀分散开）后，迅速搅拌20S，立即将混凝土装入试模（100×100×100mm）在振实台上振动成型。从加入速凝剂开始算起到成型完毕，整个过程需在1.5min内完成。
　　按前述方法成型的混凝土试件，按《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）标准养护至相应龄期，然后进行抗压试验，试验结果见表7。
　　表7 混凝土试配配合比及试验结果
　　
　　
　　4、确定施工配合比
　　根据JGJ55－2000，混凝土配制强度：
　　fcu,0= fcu,k+1.645σ＝20+1.645×5.0=26.6MPa
　　（σ按5.0MPa计算）
　　表7中两个配合比试配强度均达到配制强度26.6MPa，因此直接选取最低水灰比W/C=0.50的1#配合比作为施工配合比，结果见表8。
　　表8 混凝土施工配合比
　　
　　
　　三、结束语
　　本文探索以试验室常规混凝土试验的设备试配湿喷法喷射混凝土，不使用喷射机械和试喷模具，比较适用普通试验室的喷射混凝土配合比设计。但由于条件限制，未能进行进一步研究，对于室内试验与现场试喷的混凝土强度相关性有多大？室内试验与现场试喷的混凝土强度是否存在一定的换算系数？这些问题还需进一步的探索。
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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