淺談噴射混凝土的配合比試驗(yàn)研究

    摘要:

    參照常規(guī)混凝土試驗(yàn)方法進(jìn)行噴射混凝土的配合比設(shè)計(jì)，找出其中噴射混凝土的強(qiáng)度變化規(guī)律。同時(shí)，采用了雙摻(粉煤灰及減水劑)技術(shù)可以較好地獲得施工質(zhì)量及節(jié)約成本。

    關(guān)鍵詞:    配合比設(shè)計(jì)、濕噴混凝土、減水劑、粉煤灰、速凝劑、錨噴支護(hù)。

    1  概述
　　
    1.1 新奧法的產(chǎn)生及推廣
 
    1963年奧地利人L.V.Rabcewicz設(shè)計(jì)和建立了使用新建筑材料前提下的安全和經(jīng)濟(jì)的隧 道開挖方式及結(jié)構(gòu)支護(hù)型式，并將之命名為“新奧地利隧道建造法”，簡(jiǎn)稱“新奧法(NATM )”。其三大要素為：噴射混凝土、錨桿、量測(cè)。
　　
    新奧法自產(chǎn)生后，經(jīng)實(shí)踐證明了其適應(yīng)性強(qiáng)、建筑效果好等優(yōu)點(diǎn)，因此很快地就得到了 推廣，并逐步得以完善。我國(guó)從60年代初開始推廣錨固支護(hù)新技術(shù)，并先后在普濟(jì)、下坑、 大瑤山等鐵路隧道采用新奧法進(jìn)行施工。近年來，隨著高速公路建設(shè)的飛速發(fā)展，新奧法更 是得到全面的應(yīng)用。
　　
    1.2 干噴砼與濕噴砼工藝的比較

    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(dòng)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(chǎng)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(duì)噴射機(jī)的構(gòu)造要求較高，成本也稍高。
　　
    2  試驗(yàn)
　　
    2.1 濕噴混凝土的配合比設(shè)計(jì)

    噴射混凝土由于摻入了速凝劑后瞬間凝固，試驗(yàn)工作無法與常規(guī)混凝土一樣進(jìn)行配合比 的設(shè)計(jì)，解決的辦法是在速凝劑添加前進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)，并規(guī)定按常規(guī)方法測(cè)量混凝 土的坍落度等指標(biāo)后，加入速凝劑再人工快速翻拌30S，然后裝入100×100×100三聯(lián)試模在 振運(yùn)臺(tái)上振動(dòng)60S，作為試塊成型的方法。一般濕噴機(jī)適宜噴射混凝土的坍落度為60～180mm ，因此本次試驗(yàn)坍落度設(shè)計(jì)為80±20mm，混凝土強(qiáng)度為C20。引用的相關(guān)技術(shù)規(guī)范如下：
　　
    《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法》(GB/T50080－2002)
    《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》(GB/T50081－2002)
    《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》(GB50086－2001)
    《噴射混凝土用速凝劑》(JC477－92)2.2原材料情況：
　　
    水泥——“南華牌”P.O32.5#,，由英德水泥廠生產(chǎn)，實(shí)測(cè)強(qiáng)度為34.8MPa；
    砂子——廣州人和砂場(chǎng)，細(xì)度模數(shù)為2.9，屬中砂偏粗；
    石子——廣州市長(zhǎng)虹石廠生產(chǎn)的5～16mm花崗巖碎石；
    粉煤灰——廣州黃埔電廠Ⅰ級(jí)灰；
    減水劑——廣州麥斯特生產(chǎn)的高效緩凝型R716，推薦摻量為0.8～1.5%，實(shí)摻為0.8% 。
    速凝劑——廣州麥斯特生產(chǎn)的SA106(堿性液體)，推薦摻量為3～65，實(shí)摻為4%。從上表的結(jié)果可以得出：采用雙摻技術(shù)的濕噴混凝土配合比的R28都大大超出C20的設(shè)計(jì)要求。 且從試配現(xiàn)場(chǎng)觀察，雙摻混凝土的坍落度及工作性更符合噴射混凝土的施工要求。 

    3. 結(jié)論
　　
    從表一及表二的結(jié)果觀察，取混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差 =4.0Mpa計(jì)算，強(qiáng)度等級(jí)為C20的雙摻 濕噴混凝土成本較低，且水膠比為0.5時(shí)的試配強(qiáng)度大大超過了設(shè)計(jì)強(qiáng)度(26.6Mpa)，但因考慮混凝土噴至巖面后需要足夠的灰漿以保持相互粘結(jié)的需要和水灰比大于0.5后對(duì)速凝效果的影響。所以，通過本次試驗(yàn)提供的施工配合比保留了較大的強(qiáng)度富余系數(shù)。
　　
    存在問題的討論
　　
    這次試驗(yàn)是一次新的嘗試，如何利用常規(guī)混凝土試驗(yàn)的器械進(jìn)行濕噴混凝土的配合比設(shè)計(jì)，并使試驗(yàn)結(jié)果最大可能地接近于實(shí)際施工結(jié)果，這將是我們進(jìn)一步研究的問題。從而有利于優(yōu)選施工配合比，節(jié)約施工成本、改善施工條件、提高施工速度，使雙摻技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用。