關于機制砂高標號噴射混凝土配合比的試驗研究與應用

陳廣明 韓飛 王建旺 武恩瑞

摘要：本研究通過對比試驗，分析了石粉含量、無堿速凝劑對高標號噴射混凝土工作性能的影響，獲得了機制砂高標號噴射混凝土中無堿速凝劑及石粉合理的摻量，從而在保證機制砂高標號噴射混凝土性能滿足要求的前提下，減少機制砂生產過程中多余的石粉排放，減少石粉對環境的污染。

關鍵詞：機制砂;高標號;噴射混凝土;配合比

引言

噴射混凝土是指用噴射法施工的混凝土，分為“干噴”和“濕噴”兩種施工法，由于“干噴”法對環境影響比較大，現在施工中大多采用“濕噴”法。伴隨著國家基礎建設的高速發展與對日益減少的河砂資源的保護，機制砂噴射混凝土的應用越來越廣泛，隧道內用“濕噴”法混凝土主要起到早期支護作用。高標號噴射混凝土是指標號大于等于C40的噴射混凝土，已有研究表明機制砂中的石粉對高標號噴射混凝土性能有著有利的影響，基于此，本研究主要通過對比試驗來研究機制砂高標號噴射混凝土中無堿速凝劑及石粉合理的摻量。

1 實驗用原材料

（1）水泥：湖北三峽P.O52.5水泥。水泥性能：抗折強度3d為6.1MPa、28d為9.4MPa;抗壓強度3d為31.5MPa、28d為57.6MPa;細度為3.2%;初凝時間為155min、終凝時間197min;標稠用水量28.3%。

（2）減水劑：山西山大合盛新材料股份有限公司高性能減水劑，型號HS-1。減水劑性能：減水率為26%，含固量為20.1%，pH為5.4，密度為1.04g/cm3，壓力泌水率比為40%，1h坍落度經時變化量30mm。

（3）無堿速凝劑：山西山大合盛新材料股份有限公司高性能減水劑，型號HS-YS。速凝劑性能：含固量為40.4%，pH為5.7，密度為1.42g/cm3，初凝時間為3min20s、終凝時間6min30s;1d抗壓強度為7.5MPa;28d抗壓強度比為94%;90d抗壓強度保留率為112%。

（4）碎石：石灰巖5～10mm連續集配，壓碎值8.0%，含泥量0.8%，泥塊含量0。

（5）機制砂：水洗中砂，細度模數2.9，2區，含泥量0.4%，石粉含量4%。

（6）石粉：上述機制砂磨細。

2 性能試驗及分析

為實現試驗目標，符合噴射混凝土的各項性能指標要求，設計了以下C40機制砂噴射混凝土的試驗，具體配合比及坍落度試驗如表1。

2.1 石粉含量對高標號噴射混凝土工作性能的影響

由表1中S1-S4看出，隨著砂子中石粉含量占比的增加，高標號噴射混凝土坍落度逐漸變大且混凝土的坍落度損失逐漸變小;由表1中S4-S6看出，隨著砂子中石粉含量占比的增加，高標號噴射混凝土坍落度逐漸變小且混凝土的坍落度損失逐漸變大。在試驗過程中，隨著砂子中石粉含量的增加，高標號噴射混凝土的保水性和粘聚性變好，但砂子中石粉含量超過10%，高標號噴射混凝土所需用水量增大，對高標號噴射混凝土的施工造成很大的影響。

2.2 無堿速凝劑對機制砂高標號噴射混凝土力學性能的影響

由于速凝劑對噴射混凝土有很大的作用，既要保證噴射混凝土的強度又要保證噴射混凝土的密實性和工作性，因此，本試驗進行了不同無堿速凝劑摻量的條件下機制砂石粉含量在10%的條件下高標號噴射混凝土（表1中編號S4、S7-S11）力學性能的研究，經考察S4號混凝土28d抗壓強度為48MPa;S7號混凝土1d抗壓強度為6.7MPa，28d抗壓強度為30.7MPa;S8號混凝土1d抗壓強度為8.5MPa，28d抗壓強度為38.5MPa;S9號混凝土1d抗壓強度為11.7MPa，28d抗壓強度為45.4MPa;S10號混凝土1d抗壓強度為9.3MPa，28d抗壓強度為40.1MPa;S11號混凝土1d抗壓強度為7.2MPa，28d抗壓強度為32.8MPa。

由S4、S7、S8、S9號混凝土試驗結果可以看出，隨著無堿速凝劑摻量的增加，C40機制砂噴射混凝土的1d強度和28d強度都在逐漸增加，其主要原因是隨著無堿速凝劑摻量的增加，C40機制砂噴射混凝土的凝結時間變短，因此其強度逐漸增加;由S9、S10、S11號混凝土試驗結果可以看出，隨著無堿速凝劑摻量的增加，C40機制砂噴射混凝土的1d強度和28d強度又逐漸減小，其主要原因是隨著無堿速凝劑摻量的增加，C40機制砂噴射混凝土的凝結時間變短，其密實度逐漸減小，因此其強度逐漸減小。

3 結論

本研究分析探討了石粉含量、無堿速凝劑對高標號噴射混凝土工作性能的影響，獲得了機制砂高標號噴射混凝土中無堿速凝劑及石粉合理的摻量，從而使得施工中使用的機制砂高標號噴射混凝土在性能滿足要求的前提下也減少機制砂生產過程中多余的石粉排放，減少石粉對環境的污染，更加符合我國建筑建材行業未來的發展方向。

參考文獻

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