湿喷机砂混凝土配合比设计论文

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1、.湿喷机制砂混凝土配合比设计（中铁二局第四工程有限公司贵广铁路项目部，都匀558003）摘　要：喷射混凝土支护对隧道围岩稳定有着不可替代的作用。根据新建贵广高速铁路多条隧道开挖支护湿喷混凝土的施工现状及经验，介绍了隧道初支过程中所用机制砂配制C25喷射混凝土的配合比设计选定、调整及现场试喷验证过程，提出了湿喷机制砂混凝土在原材料的选用、配合比的选定、施工应用及施工要点中应注意的事项，并对应用效果给予了总结。关键词:喷射混凝土；机制砂；配合比1.前言湿喷混凝土是借助喷射机械，利用压缩空气等动力将混凝土拌合物高速喷射到受喷面迅速凝结的一种混凝土；相比传统干喷混凝土具有自密性好、扬尘少、回弹率

2、低等优点。这种工艺特别在隧道这种作业面狭小、空气不易流通的环境有较大的应用和推广价值。新建贵广高速铁路隧道初期支护全采用C25湿喷混凝土，由于工程地处山区，混凝土所用骨料全部采用机制砂石。本文主要介绍隧道用C25湿喷机制砂混凝土配合比设计及应用情况。湿喷混凝土配合比设计包括了室内配合比设计和现场试喷调整两个部分，前一部分是依据设计要求，按照常规配合比设计思路提出初步配合比、试拌、检测，后一部分是以初步配合比为前提，通过现场试喷、调整、验证确定理论配合比，两个部分互为补充，缺一不可。2.原材料的选用各种原材料的选用在严格按照规范要求的基础上本着经济实用、就地取材的原则。2.1水泥应优先采用

3、硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级不宜低于42.5MPa,其各种检测指标均应合格；遇含有较高可溶性硫酸盐地层或地下水地段，应按侵蚀类型和侵蚀程度采用相应的抗硫酸盐水泥；骨料与水泥中的碱离子可能发生反应时，应选低碱水泥；喷射混凝土需要有较高的早期强度时，可选用硫铝酸盐水泥或其他早强水泥；有特殊要求时，应选用相应的特种水泥。根据设计要求、材料品质、经济价值综合考虑，本工程选用了42.5级普定明达牌普通硅酸盐水泥。2.2细骨料细骨料应采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数应大于2.5。砂中石粉含量（小于0.075mm研究8.颗粒）不应大于20%，泥块含量不应大于0.5%。由于工程地处贵州山区，山

4、多河少，基本无河砂可用，采用了机制砂代替河砂。生产机制砂石材料所用母岩多为灰岩，部分为白云岩；通过大量的生产实践证明，采用反击式破碎相比箱式破碎能获得更好粒型的骨料。然而现场生产机制砂受生产工艺和施工用量等方面制约，质量控制中干扰因素较多，质量波动较大，控制较困难，因此所产机制砂多为粗砂，细度模数在3.1-3.4之间。自产机制砂各项检查指标见表1，级配经工艺调整后满足Ⅰ区粗砂要求见图1。试验项目试验结果表观密度ρ（kg/m3）2750堆积密度ρ1（kg/m3）1600堆积空隙率v1（%）42紧密密度ρ0（kg/m3）1780紧密空隙率vc（%）35石粉含量MB值0.35MB＜1.4015

5、.8MB≥1.40/泥块含量ωc，1（%）0.2压碎指标值δsa（%）17.1表1　机制砂检查指标表图1砂的筛分曲线图（注：生产机制砂和碎石的母材必须进行碱骨料反应的检测，大量的试验证明母材中含有活性二氧化硅不但严重影响水泥石的耐久性，还对混凝土拌合物前期的工作性有严重制约，特别在使用碱性速凝剂的喷射混凝土中更应引起重视。）2.3粗骨料粗骨料的最大粒径不得大于喷射系统输料管道最小断面直径的1/3～2/5；亦不宜超过一次喷射厚度的1/3，且最大粒径不宜大于15mm，骨料级配宜使用连续级配。含泥量不应大于1%，泥块含量不应大于0.25%。该工程根据喷射机械、设计要求及以往经验等综合考虑决定选

6、用5-10mm连续级配碎石，最大粒径14mm。经试验验证所用碎石各项指标合格，级配为良好。见图2：研究8.图2　粗骨料级配曲线图2.4减水剂喷射混凝土是依赖喷射过程中水泥和骨料连续撞击、压密、自稳形成的混凝土；为了能最大限度吸收喷射时的冲击能量，所用砂率应较普通混凝土高，但同时增大了原材料的总比表面积，提高了单方用水量。为了保证混凝土强度的同时满足低水灰比条件下混凝土拌合物的工作性，本次配合比特地添加了聚羧酸系高性能减水剂，经检测各项性能指标合格，推荐掺量为1%。但是在湿喷混凝土施工中，混凝土拌合物坍落度也不能过大，过大的坍落度将抑制速凝剂效果快速体现，影响喷射效果。经试验验证，最佳掺量

7、取0.8%。2.5水混凝土用水应符合工程用水的有关标准，现场使用拌合用水为山泉水，检测达到饮用水标准，满足使用要求。2.6速凝剂速凝剂在使用前应与水泥做相容性试验和凝结时间试验，严格控制掺量（过掺对喷射混凝土强度有负面影响）；水泥净浆初凝时间不应大于5min,终凝时间不应大于10min。通过上述两项试验我们从三种速凝剂中选用了成都强恒瑞液体速凝剂，该外加剂和明达水泥相容性好，各项检测指标合格，28天抗压强度比为76%，掺量3%时满足