噴射混凝土

一、原材料的選定
　　 根據(jù)工地現(xiàn)有的施工設(shè)備，采用濕法噴射混凝土。各種原材料的選定是嚴(yán)格按照規(guī)范要求并結(jié)合本地原材料情況而定。

1 、水泥
　　 本地區(qū)內(nèi)有三家市級(jí)以上水泥廠。通過質(zhì)量穩(wěn)定性、產(chǎn)量和價(jià)格綜合評(píng)價(jià)，確定產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定好，產(chǎn)量有保證的 P.O32.5 水泥，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)見表 1 。品質(zhì)指標(biāo)符合 GBl7 5 － 1999 國家標(biāo)準(zhǔn)。

表 1 P.O32.5 水泥技術(shù)指標(biāo)

2 、砂
　　 由于本工程附近有兩條河，河砂比較豐富，試驗(yàn)結(jié)果表明，富家橋砂屬石英河砂，品質(zhì)堅(jiān)硬耐久，屬中砂。其物理、化學(xué)指標(biāo)均符合規(guī)范要求，并且運(yùn)距較近，相對(duì)成本較低。故綜合考慮，采用富家橋砂場的河砂，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)見表 2 。品質(zhì)指標(biāo)符合 GB/T1468 5 — 2001 標(biāo)準(zhǔn)要求。

表 2 河砂的技術(shù)指標(biāo)

3 、粗骨料
　　 根據(jù)噴射機(jī)輸送管道最小直徑的大小，選用白云山石料場生產(chǎn)的最大粒徑小于 1 5 ㎜ 的人工碎石， 5 ㎜ ～ 1 0 ㎜ 連續(xù)粒級(jí)碎石，其品質(zhì)指標(biāo)符合 GB/T1468 5 — 2001 標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 、拌合用水
　　 采用可以飲用的嵐江水。

5 、速凝劑
　　 對(duì)速凝劑，經(jīng)相容試驗(yàn) ( 水灰比 0.45) ，考慮工程實(shí)際，洞內(nèi)分為滴水和潮濕兩種情況考慮，滴水的工作面，初凝時(shí)間定為 2min ，潮濕面定為 3min ，經(jīng)比較選用速凝劑，工程實(shí)際中摻量隨部位及巖石狀態(tài)，施工現(xiàn)場溫度，圍巖的動(dòng)態(tài)性質(zhì)綜合考慮，調(diào)整為 3 ％～ 5 ％。

二、配合比的初步擬定

1 、配制強(qiáng)度的確定
　　 混凝土配制強(qiáng)度必須超過設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，以滿足強(qiáng)度保證率的需要，我國現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JGJ5 5 — 2000 普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程中規(guī)定了普通混凝土強(qiáng)度保證率為 95 ％，即：

式中： ? cu,o ——混凝土的配制強(qiáng)度， MPa ；

? cu,k ——混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值， MPa ；

σ ——混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差，經(jīng)驗(yàn)選定為 4.5MPa 。

所以， C20 噴射混凝土配制強(qiáng)度等級(jí) ? cu,o =20+1.64 5 × 4.5= 27.4MPa 。

2 、水灰比的確定

由公式計(jì)算：

而規(guī)范規(guī)定宜為 0.42 ～ 0.50 ，取 W/C=0.48 。

3 、用水量的確定
　　 根據(jù)坍落度宜為 80 ㎜ ～ 120 mm 要求，選定單位用水量為 235 kg 。

4 、砂率的確定
　　 噴射混凝土是依賴噴射過程中水泥與骨料的連續(xù)撞擊、壓密而形成的一種混凝土，為了能夠最大限度地吸收二次噴射時(shí)的沖擊能量，所以砂率應(yīng)較普通混凝土的高，它對(duì)噴射混凝土的稠度和粘滯性影響很大。洞挖工程的錨噴支護(hù)，側(cè)墻和拱頂部位應(yīng)采用較大的砂率，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，初擬選 48 ％， 50 ％， 52 ％三種砂率。

5 、水泥用量、砂石用量的確定
　　 根據(jù)規(guī)范，濕法噴射水泥與砂石之重量比宜為 1 ： 3.5 ，水灰比宜為 0.48 ，根據(jù)水灰比為 0.48 ，計(jì)算單位水泥用量為 490 ㎏ 。依砂率以 50 ％為例計(jì)算砂、石用量。單位砂用量為 49 0 × 3. 5 × 50%=85 8 ㎏ ，單位碎石用量為 49 0 × 3.5 － 858= 859kg 。

6 、基準(zhǔn)配合比
　　 基準(zhǔn)配合比各材料用量見表 3 。

表 3 基準(zhǔn)配合比各材料用量

三、配合比的調(diào)整
　　 噴射混凝土配合比設(shè)計(jì)區(qū)別于常規(guī)混凝土配合比設(shè)計(jì)最大的特點(diǎn)是其配合比要經(jīng)過實(shí)際試噴確定。

1 、試拌測量坍落度值
　　 經(jīng)過試驗(yàn)試拌基 1 的坍落度值為 100 ㎜ ，基 2 的坍落度值為 11 0 ㎜ ，基 3 的坍落度值為 12 5 ㎜ ，均在 8 0 ㎜ ～ 12 0 ㎜ 范圍之內(nèi)?？梢赃M(jìn)行現(xiàn)場試噴。

2 、噴射混凝土試噴調(diào)整的目的
噴射混凝土試噴、調(diào)整應(yīng)滿足以下要求：
　　1) 強(qiáng)度要求。滿足工程噴射混凝土配制強(qiáng)度。
　　2) 可噴性要求。使現(xiàn)場噴射混凝土，有好的附著性，較好的密實(shí)性，回彈量少；不發(fā)生管道堵塞。
　　 3) 環(huán)保要求。使現(xiàn)場噴射混凝土施工作業(yè)面粉塵少，粉塵濃度降低。

3 、噴射混凝土配合比參數(shù)調(diào)整、確定
　　 1) 單位用水量的調(diào)整、選定。在試噴時(shí)，判定噴射混凝土用水量是否適當(dāng)，是通過操作手調(diào)整水閥實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)噴射混凝土表面干濕不一，出現(xiàn)干斑，噴射物附著性差，施工工作面粉塵多，回彈量大時(shí)，應(yīng)調(diào)大水閥，增加單位用水量；當(dāng)噴射混凝土表面出現(xiàn)流淌，滑移，成塊拉裂時(shí)，應(yīng)調(diào)小單位用水量；配合比用水量適宜時(shí)，混凝土表面平整，濕潤均勻，有光澤，無干斑或滑移流動(dòng)現(xiàn)象，用水量適宜穩(wěn)定后，在受噴測試區(qū)內(nèi)做好厚度標(biāo)志，水表計(jì)量用水量，噴射施工完成后，抹平該區(qū)區(qū)域，結(jié)合各材料自然含水率，折算成混凝土立方體用水量，即得單位用水量。實(shí)際試噴的最佳單位用水量恰好為 235 ㎏ 。
　　 2) 砂率的調(diào)整與確定。試噴時(shí)，回彈率的大小是一個(gè)重要的指標(biāo)，回彈率大，主要是砂率不合適，應(yīng)增大砂率，在幾種設(shè)定的砂率下，通過測定每一種砂率下的回彈率，經(jīng)比較，最小的回彈率對(duì)應(yīng)的砂率即為最佳砂率，實(shí)際試噴時(shí)，側(cè)立受噴面最小的回彈率為 12 ％，其對(duì)應(yīng)的最佳砂率為 50 ％，倒立受噴面最小的回彈率為 22 ％，其對(duì)應(yīng)的最佳砂率為 50 ％?；貜椔示∮谝?guī)范關(guān)于邊墻受噴面回彈率應(yīng)不大于 15% ，頂拱受噴面回彈率應(yīng)不大于 25 ％的規(guī)定。 　　3) 水灰比的確定 ( 水泥用量的調(diào)整 ) 。試噴時(shí)，按照規(guī)范成大板，做強(qiáng)度試驗(yàn)，能滿足配制強(qiáng)度的水灰比，最小的水泥用水量的配比即是要確定的最佳配合比。經(jīng)過以上步驟，洞內(nèi)開挖初期支護(hù)用噴射混凝土最佳配合比見表 4 。

表 4 洞內(nèi)錨噴支護(hù)混噴射混凝土配合比

4 、結(jié)語
　　 噴射混凝土在工程中被廣泛應(yīng)用，其配合比的設(shè)計(jì)既與普通混凝土的有相似之處，又有其特殊性，其配合比的選定，在遵守規(guī)范規(guī)定下，應(yīng)特別重視試噴調(diào)整這一過程，這是噴射混凝土配合比設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在試噴中，噴射面混凝土能滿足噴射要求，低的回彈率，最低的水泥用量和噴射混凝土強(qiáng)度滿足要求的配合比即為最佳配合比。