摘 要：通過對(duì)噴射混凝土配合比設(shè)計(jì)過程中所用原材料及主要參數(shù)的分析,了解和掌握其對(duì)施工質(zhì)量的影響,從而采取相應(yīng)控制措施,確?；炷临|(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。
關(guān)鍵詞：噴射混凝土;配合比;質(zhì)量;影響;控制措施
【中圖分類號(hào)】 U455 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 B
1 概 述
四川都汶高速公路I合同段皂角灣隧道長(zhǎng)
2 噴射混凝土配合比設(shè)計(jì)對(duì)原材料的要求
噴射混凝土原材料主要包括水泥、砂、石子、速凝劑等, 提供滿足質(zhì)量要求的原材料是進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)的基礎(chǔ), 也是保證噴射混凝土質(zhì)量的前提。
2.1 水 泥
噴射混凝土所用水泥強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于32.5MPa。因?yàn)楣杷猁}水泥或普通硅酸鹽水泥具有與速凝劑相容性好、能速凝、早強(qiáng)、快硬、后期強(qiáng)度較高等特性, 應(yīng)優(yōu)先選用。本項(xiàng)目使用水泥為拉法基牌普通硅酸鹽水泥( P.O42.5R ) 。
2.2 骨 料
(1) 砂: 應(yīng)采用堅(jiān)硬耐久的中砂或粗砂, 細(xì)度模數(shù)宜大于2.5, 含水率宜控制在5% ～7%, 含泥量不得大于3%。細(xì)砂會(huì)增加噴射混凝土干縮變形, 易產(chǎn)生粉塵, 惡化施工環(huán)境。本項(xiàng)目使用的中砂細(xì)度模數(shù)為2.90。
(2) 石子: 應(yīng)采用堅(jiān)硬耐久的卵石或碎石,粒徑不宜大于
(3) 級(jí)配: 宜采用連續(xù)級(jí)配。若采用缺失中間顆粒的間斷級(jí)配, 則混凝土拌和物易產(chǎn)生分離,粘滯性差, 回彈率較高, 抗壓強(qiáng)度也會(huì)下降。
2.3 速凝劑
速凝劑種類較多, 無論選用哪種, 都應(yīng)在使用前與所用水泥進(jìn)行相容性試驗(yàn)和水泥凈漿凝結(jié)效果試驗(yàn), 摻有速凝劑的水泥凈漿必須滿足:
(1) 具有良好的流動(dòng)性, 不得出現(xiàn)急凝;
(2) 初凝時(shí)間不大于5min, 終凝時(shí)間不大于10min。應(yīng)根據(jù)水泥品種、水灰比等, 通過試驗(yàn)確定速凝劑的最佳摻量, 使用時(shí)準(zhǔn)確計(jì)量。本項(xiàng)目速凝劑摻量為水泥用量的3%。
2.4 水
應(yīng)使用無雜質(zhì)的潔凈水, 不得使用污水及HP值小于4的酸性水。
2.5 外摻料
外摻料能夠改善噴射混凝土的工作性能, 降低水化溫度, 增進(jìn)后期強(qiáng)度, 提高耐久性等。如工程需要摻加外摻料時(shí), 摻量應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)來確定。常用的外摻料有粉煤灰和硅灰。
3 噴射混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本要求
噴射混凝土配合比的確定具有自身工藝特點(diǎn),要根據(jù)多種因素來綜合選定。在保證原材料合格的前提下, 配合比設(shè)計(jì)既要照顧對(duì)強(qiáng)度等主要指標(biāo)的要求, 又要照顧到施工工藝的要求(見圖2) 。一般應(yīng)滿足如下幾方面:
(1) 噴射混凝土配合比應(yīng)滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)要求, 如有抗?jié)B要求, 還應(yīng)達(dá)到抗?jié)B標(biāo)號(hào);
(2) 回彈量少;
(3) 粉塵少;
(4) 粘附性好, 能獲得密實(shí)的噴射混凝土;
(5) 能滿足施工要求, 輸料順暢, 不發(fā)生堵管等。
4 噴射混凝土配合比設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)施工質(zhì)量的影響
噴射混凝土作為混凝土的一種, 其配合比設(shè)計(jì)參數(shù)主要有水泥用量、灰骨比、砂率、水灰比以及坍落度等。
(1) 水泥用量宜控制在350～
(2) 灰骨比即水泥與骨料之比, 應(yīng)根據(jù)施工工藝的不同采用不同地骨灰比。采取干法噴射施工時(shí), 水泥與砂、石之重量比宜為1: 4～1: 4.5; 采取濕法噴射施工時(shí), 水泥與砂、石之重量比宜為1: 3.5～1: 4.0。初噴時(shí), 因直接噴射到巖面上, 巖面不平順時(shí)往往不易與噴射混凝土粘結(jié), 此時(shí)應(yīng)調(diào)整灰骨比為水泥:砂:石子= 1: 2: (1.5～2) , 以利于增加粘結(jié)性和減少回彈。本項(xiàng)目灰骨比為1: 1.75: 1.75。
(3) 砂率宜控制在0.45～0.6。砂率的大小既影響噴射混凝土的施工性能, 也影響其力學(xué)性能。砂率過大, 因粗集料不足, 噴射時(shí)石子對(duì)混凝土沖擊搗實(shí)力不大, 使噴射混凝土的強(qiáng)度降低; 同時(shí)使集料比表面積增大, 要達(dá)到相應(yīng)坍落度和流動(dòng)性,水泥用量也要加大, 既不經(jīng)濟(jì)也會(huì)使混凝土產(chǎn)生收縮增大。砂率過小, 則回彈率增大, 易造成管路堵塞, 施工工藝不易掌握, 噴層厚度相應(yīng)變薄, 噴射混凝土強(qiáng)度離散性很大。當(dāng)采用粗砂時(shí), 砂率可以采用偏大些。本項(xiàng)目砂率為0.50。
(4) 水灰比干法噴射施工水灰比宜控制在0.40～0.45; 濕法噴射施工水灰比宜控制在0.42～0.50。水灰比的大小影響噴射混凝土回彈率和強(qiáng)度。水灰比過大, 回彈率雖然可以減小, 但強(qiáng)度降低; 水灰比過小, 強(qiáng)度雖高, 但回彈率也增高。采取干法噴射施工時(shí), 由于施工工藝的特殊性, 水是從噴嘴處加入的, 加水量全憑操作人員的經(jīng)驗(yàn)根據(jù)對(duì)噴射混凝土表面狀況判斷, 通過調(diào)節(jié)水閥進(jìn)行控制。噴射混凝土表面出現(xiàn)流淌、滑移、拉裂時(shí), 表明水灰比過大, 需減少加水量; 若表面出現(xiàn)干斑、作業(yè)中粉塵大、回彈量大時(shí), 則表明水灰比太小,需及時(shí)加大水量; 當(dāng)表面平整、呈水亮光澤狀、粉塵和回彈較少時(shí), 表明水灰比適宜。而采取濕法噴射施工時(shí), 水灰比則可以準(zhǔn)確控制。本項(xiàng)目為濕法噴射施工, 水灰比為0.5。
(5) 坍落度是評(píng)價(jià)混凝土流動(dòng)性、粘聚性和保水性的重要指標(biāo)。當(dāng)采取濕法噴射施工時(shí), 應(yīng)進(jìn)行坍落度檢測(cè), 坍落度宜控制在8～
5 配合比的施工控制措施
為保證噴射混凝土施工質(zhì)量, 通過對(duì)混凝土原材料性能要求及配合比設(shè)計(jì)主要參數(shù)對(duì)質(zhì)量的影響分析, 采取如下措施實(shí)施控制:
(1) 從施工工藝上宜采取濕法噴射施工, 可以準(zhǔn)確控制水灰比, 確保配合比的穩(wěn)定和勻質(zhì)性。
(2) 按配合比對(duì)原材料準(zhǔn)確計(jì)量, 稱量允許誤差應(yīng)滿足:
Ⅰ、水泥和速凝劑均為±2%
Ⅱ、砂和石子均為±3%
(3) 干法噴射施工時(shí), 為了對(duì)水灰比實(shí)施有效控制, 應(yīng)先進(jìn)行試噴, 掌握設(shè)計(jì)水灰比的操作控制范圍, 以利于指導(dǎo)施工。
(4) 做好配合比原材料的試驗(yàn)檢測(cè)工作, 了解掌握原材料的實(shí)際特性, 為配合比設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。
(5) 嚴(yán)格按技術(shù)規(guī)范和配合比設(shè)計(jì)規(guī)程進(jìn)行配合比設(shè)計(jì), 不但要考慮設(shè)計(jì)技術(shù)要求, 還要充分考慮實(shí)際施工條件因素, 使配合比設(shè)計(jì)最優(yōu), 能最大限度的滿足設(shè)計(jì)技術(shù)性能和施工工作性的要求。
(6) 噴射混凝土混合料宜采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌制, 拌制時(shí)間不得少于60S。當(dāng)采取濕噴工藝
施工時(shí), 應(yīng)先對(duì)干料進(jìn)行拌和, 均勻后在加水?dāng)嚢琛?/P>
6 結(jié)束語(yǔ)
通過合理的配合比設(shè)計(jì)及有效的控制措施, 本項(xiàng)目噴射混凝土質(zhì)量?jī)?yōu)良, 施工回彈率控制在10%～15%, 噴大板切割法混凝土試件標(biāo)養(yǎng)28天平均抗壓強(qiáng)度為29.8MPa。由于噴射混凝土施工工藝的特殊性, 特別是干法噴射施工, 水灰比難以準(zhǔn)確控制, 配合比相對(duì)不穩(wěn)定, 施工質(zhì)量難以控制。
在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí), 應(yīng)對(duì)配合比主要參數(shù)進(jìn)行分析, 掌握參數(shù)變化對(duì)質(zhì)量的影響, 采取有效的控制措施, 將影響降到最低, 從而確保施工質(zhì)量, 使噴射混凝土結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)技術(shù)要求。
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