液體速凝劑在濕陷性黃土邊坡防護(hù)中的應(yīng)用

任雪梅，郝挺宇，曹擎宇，涂玉波

（中冶建筑研究總院有限公司，北京 100088）

1 工程簡介

近年來，噴射混凝土支護(hù)技術(shù)在地下和隧道工程中獲得了廣泛應(yīng)用。同時(shí)人們對(duì)噴射混凝土性能也提出了更高的要求，如噴射時(shí)應(yīng)避免噴層滑落，盡量增加一次噴射混凝土的厚度，減少混凝土回彈，降低粉塵污染等。為滿足上述要求，混凝土的噴射施工正在向濕噴工藝發(fā)展，目前國內(nèi)使用的速凝劑，堿性大、回彈較大、對(duì)施工人員的眼睛和皮膚有腐蝕作用，還容易造成混凝土的“閃凝”，影響水泥石的水化結(jié)構(gòu)，造成混凝土后期強(qiáng)度降低。

鄭盧高速公路 LSTJ5、LSTJ7 標(biāo)段試驗(yàn)段為一個(gè)切腳黃土邊坡，邊坡頂部為 Q3黃土，坡腳為 Q2黃土，坡腳黃土強(qiáng)度較大。坡型為多臺(tái)級(jí)折線型，綜合坡率為 1∶1。邊坡單級(jí)坡高 8～10m，單級(jí)坡率 1∶0.5。

此試驗(yàn)段需要進(jìn)行邊坡防護(hù)并進(jìn)行綠化，為此進(jìn)行了大量的噴射混凝土的配合比設(shè)計(jì)工作，其中包括無堿速凝劑的對(duì)比試驗(yàn)，我們對(duì)四種速凝劑奧爾 GOR—Ⅱ、跨越 2000、YJ-1 和 YJ-2 進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)噴射工作，其中 YJ-1 和 YJ-2 為中冶建筑研究總院有限公司自主研發(fā)的產(chǎn)品，本試驗(yàn)的主要目的在于檢驗(yàn)自制產(chǎn)品的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況。

2 原材料

噴射混凝土用水泥、砂、粗骨料、減水劑、水均采用合格產(chǎn)品，其中水泥為冀東水泥P·O42.5，砂細(xì)度模數(shù)為 2.5，粗骨料為 5～10mm 單級(jí)配，減水劑為 JG-2HP 聚羧酸減水劑。速凝劑選擇液體無堿速凝劑，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)共采用了 4 種無堿速凝劑，并對(duì)速凝劑進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室性能檢測(cè)，見表1。

表1 速凝劑的實(shí)驗(yàn)室性能檢測(cè)

由上表可以看出奧爾 GOR—Ⅱ、跨越 2000、YJ-1 和YJ-2 均滿足 JC477—2005《噴射混凝土用速凝劑》的要求，對(duì)于堿含量來說，YJ-2 的堿含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其余三種的堿含量。

3 噴射混凝土現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)試驗(yàn)

3.1 現(xiàn)場(chǎng)噴射混凝土配合比

現(xiàn)場(chǎng)混凝土配合比見表2。

表2 現(xiàn)場(chǎng)噴射混凝土配合比 kg/m 3

3.2 現(xiàn)場(chǎng)噴射試驗(yàn)

本次現(xiàn)場(chǎng)噴射試驗(yàn)采用 YSP-6 型濕式混凝土噴射機(jī)，混凝土由現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)制攪拌機(jī)拌制。現(xiàn)場(chǎng)噴射情況見圖1。

圖1 噴射現(xiàn)場(chǎng)情況

混凝土出機(jī)口坍落度按 200～230mm 控制，每次拌制 1.2方混凝土。現(xiàn)場(chǎng)在出機(jī)口成型 1d、3d、7d、28d、56d 抗壓強(qiáng)度試塊和不摻加速凝劑的試塊 (e)。現(xiàn)場(chǎng)噴射試驗(yàn)結(jié)果見表3，混凝土性能結(jié)果見表4。

編號(hào) 混凝土出機(jī)口方量(m3)實(shí)噴量(m3)混凝土坍落度(mm)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度(℃)泵送壓力(MPa)空氣質(zhì)量評(píng)定 回彈率(%)噴射層厚度(mm)a 1.2 0.9 220 25 0.6 良好 5.7 20 b 1.2 1.0 220 25 0.6 良好 5.4 20 c 1.2 0.8 215 25 0.6 良好 5.0 19 d 1.3 1.0 220 25 0.6 良好 3.7 19

表4 現(xiàn)場(chǎng)噴射混凝土力 學(xué)性能測(cè)試結(jié)果(出機(jī)口成型) MPa

由表3 可見：

（1）編號(hào) a、b、c、d 的速凝劑對(duì)回彈率的影響，由小到大的順序是 YJ-2＜YJ-1＜跨越2000＜GOR—Ⅱ。

（2）使用液體無堿速凝劑，現(xiàn)場(chǎng)濕噴過程中空氣環(huán)境良好，沒有刺激性氣味。

由表4 可見：

（1）現(xiàn)場(chǎng)大板的強(qiáng)度低于出機(jī)口成型時(shí)間的強(qiáng)度。

（2）摻用無堿速凝劑，混凝土的強(qiáng)度隨著齡期的增長而增長。

（3）自制產(chǎn)品 YJ-2 在摻量 6% 的情況下，性能指標(biāo)優(yōu)于其余三種產(chǎn)品。

4 結(jié)論

（1）鄭盧高速公路 LSTJ5、LSTJ7 標(biāo)段試驗(yàn)段已使用液體無堿速凝劑進(jìn)行混凝土噴射護(hù)坡工作，使用液體無堿速凝劑具有回彈率小、空氣質(zhì)量好、后期強(qiáng)度損失小的特點(diǎn)。

（2）自制產(chǎn)品 YJ-2 通過了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的檢驗(yàn)，且具有摻量低、后期強(qiáng)度損失小等特點(diǎn)。

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