淺談噴射混凝土的配合比試驗研究

    摘要:

    參照常規(guī)混凝土試驗方法進行噴射混凝土的配合比設計，找出其中噴射混凝土的強度變化規(guī)律。同時，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。

    關鍵詞:    配合比設計、濕噴混凝土、減水劑、粉煤灰、速凝劑、錨噴支護。

    1  概述
　　
    1.1 新奧法的產(chǎn)生及推廣
 
    1963年奧地利人L.V.Rabcewicz設計和建立了使用新建筑材料前提下的安全和經(jīng)濟的隧 道開挖方式及結(jié)構(gòu)支護型式，并將之命名為“新奧地利隧道建造法”，簡稱“新奧法(NATM )”。其三大要素為：噴射混凝土、錨桿、量測。
　　
    新奧法自產(chǎn)生后，經(jīng)實踐證明了其適應性強、建筑效果好等優(yōu)點，因此很快地就得到了 推廣，并逐步得以完善。我國從60年代初開始推廣錨固支護新技術(shù)，并先后在普濟、下坑、 大瑤山等鐵路隧道采用新奧法進行施工。近年來，隨著高速公路建設的飛速發(fā)展，新奧法更 是得到全面的應用。
　　
    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至噴射機處再添加速凝劑，水則在噴口處 加入，由于噴水速度不易控制，從而造成混凝土強度波動幅度大。且又因為水與干料混和的 時間短而難以均勻，致使施工現(xiàn)場粉塵飛揚，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，但對噴射機的構(gòu)造要求較高，成本也稍高。
　　
    2  試驗
　　
    2.1 濕噴混凝土的配合比設計

    噴射混凝土由于摻入了速凝劑后瞬間凝固，試驗工作無法與常規(guī)混凝土一樣進行配合比 的設計，解決的辦法是在速凝劑添加前進行混凝土配合比設計，并規(guī)定按常規(guī)方法測量混凝 土的坍落度等指標后，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 振運臺上振動60S，作為試塊成型的方法。一般濕噴機適宜噴射混凝土的坍落度為60～180mm ，因此本次試驗坍落度設計為80±20mm，混凝土強度為C20。引用的相關技術(shù)規(guī)范如下：
　　
    《普通混凝土拌合物性能試驗方法》(GB/T50080－2002)
    《普通混凝土力學性能試驗方法》(GB/T50081－2002)
    《錨桿噴射混凝土支護技術(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)，實測強度為34.8MPa；
    砂子——廣州人和砂場，細度模數(shù)為2.9，屬中砂偏粗；
    石子——廣州市長虹石廠生產(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的設計要求。 且從試配現(xiàn)場觀察，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，取混凝土強度標準差 =4.0Mpa計算，強度等級為C20的雙摻 濕噴混凝土成本較低，且水膠比為0.5時的試配強度大大超過了設計強度(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后對速凝效果的影響。所以，通過本次試驗提供的施工配合比保留了較大的強度富余系數(shù)。
　　
    存在問題的討論
　　
    這次試驗是一次新的嘗試，如何利用常規(guī)混凝土試驗的器械進行濕噴混凝土的配合比設計，并使試驗結(jié)果最大可能地接近于實際施工結(jié)果，這將是我們進一步研究的問題。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)得到廣泛的應用。