B070305 细石喷射混凝土的配合比设计与工艺控制
细石喷射混凝土的配合比设计与工艺控制
张日恒 苏敬军
[西安科技大学，陕西 西安 710611]
摘 要 细石混凝是由水、水泥及小石子组成的混凝土。目前地下工程中混凝土使
用量越来越多，优质的天然砂资源却正在枯竭，推广应用细石喷射混凝土十分必要。
本文结合施工情况，介绍了细石喷射混凝土技术、混凝土配合比设计及选定、施工
工艺的控制要点。
关键词 细石 喷射混凝土 配合比 工艺
1 引 言
随着我国基础建设的持续快速发展，地下工程量也在不断增长。在地下
工程施工
建筑工程施工承包1园林工程施工准备消防工程安全技术交底水电安装文明施工建筑工程施工成本控制
过程中开挖的岩石，作为固体废弃物，不仅占用大片土地，而且还给生态环境带来不同程度的污染，如何处理这些固体废弃物成为急需解决问
题
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。由于诸如隧道、矿井巷道等工程所在地大多数都处在比较偏远的无天然砂的地区，工程所需的天然砂必须从外地运送，这不仅增加了工程成本，还直接影响到工程进度。天然砂作为不可再生资源，在我国许多地方已经日趋贫乏，
[1-2]甚至有些地方已经无砂可采。
[3]细石混凝土是由水、水泥、小石子组成的混凝土，无天然砂，其性能良好、成本低廉、可提高生产效率。将细石混凝土应用到隧道或地下工程的初期支护，不仅可以缓解天然砂短缺问题，还能改善混凝土的某些性能，有着良好的社会效益和经济效益。本文结合甘肃张掖某煤矿巷道支护工程，对细石喷射混凝土进行了研究。根据工程需要，配制C25喷射混凝土。
2 喷射混凝土配合比的设计
2.1 原材料的选用
(1)水泥
#采用祁连山牌325普通硅酸盐水泥，其后期抗压强度为44.6MPa。水泥的各项技术指标满足(GB175—1999)《硅酸盐水泥.普通硅酸盐水泥》的要求。
(2)粗细骨料
用颚式破碎机将巷道工程施工过程中开挖出的岩石进行破碎，粒级度在0.1,15mm之间，用连续级配且级配合理的细石直接作为骨料配制喷射混凝土。喷射混凝土是通过喷射混凝土物料连续冲击墙体将混凝土物料挤压密实的，细石中的砂率(砂率为粒径小于5mm岩石占整个细石的比率)大小影响喷射时混凝土物料的冲击能量，从而影响喷射混凝土回弹率的大小。为评判砂率对回弹的影响，通过调整破碎机出料口的尺寸，使细石的砂率分别为50%、55%、60%。
(3)速凝剂
通过优选试验，采用YSP—8B液态速凝剂，掺量为水泥用量的3%,5%。该速凝剂的初凝时间为2,4 min，终凝时间为4,8 min。
2.2 混凝土配合比的选定
? 喷射混凝土配合比设计包括常规配合比设计和喷射混凝土现场实际配合比两个部分。前者是依据喷射混凝土性能，按照混凝土常规配合比设计思路提出基准配比;后者是以基准配比为前提，根据现场实际进行调整、验证、最后确定的配合比。两个步骤互为补充，缺一不可。甘肃张掖某煤矿巷道支护工程中喷射混凝土配合比设计见下
表
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。
喷射混凝土配合比设计汇总表
序号 水泥用量 水灰比 砂率 速凝剂掺量 坍落度 初凝时间 终凝时间 28 d强度 侧面回弹率
(kg) (%) (%) (%) (cm) (min) (min) (MPa) (%) 1 400 0.45 50 4 8.0 3.7 7.1 34.4 13% 2 420 0.45 55 4 7.8 3.9 6.9 35.2 11% 3 450 0.40 60 4 7.1 4.0 7.2 36.2 10% 4 450 0.40 55 4 7.4 3.8 6.8 36.5 12% 5 420 0.42 50 4 6.9 3.6 7.3 35.1 12%
? 影响混凝土强度的主要因素为水灰比，影响凝结时间的主要因素为速凝剂的掺量，影响回弹率的主要因素为砂率，经过综合分析，既能保证混凝土的强度及品质要求，而且便于施工的最佳配合比为表中2号配比。
3 喷射混凝土施工
3.1工艺流程选择
由于细石中粒径小于0.16mm的石粉含量较高，石粉浇湿后易粘结成团，无法与水泥搅拌均匀，所以选择干喷工艺(见图1)。选用转子?型混凝土喷射机。
图1 干喷工艺流程
3.2 施工工艺控制
? 喷射混凝土前，须冲洗岩面。
? 喷射时先给风，再开机，后送料;喷射结束时先停料，后关机。
? 喷射线路一般是自上而下、分段分行进行，喷射时按先拱后墙(拱部从拱脚开始，边墙从墙角开始)。
? 根据受喷部位变化，距离远近，及时调整工作风压(一般为0.15,0.2MPa)。
? 喷头与受喷面的距离应保持在1.0~1.5m之间;喷头尽量保持与受喷面垂直，倾斜角度不小于75?;喷头应作连续不断的螺旋状小圆周运动，后一圈压前一圈三分之一，喷射路线自上而下呈“S”形运行，输料长度为 15,20 m。
? 后一层喷射须在前一层混凝土终凝后进行。
? 喷射后要注意洒水保养。
3.3混凝土质量的控制
? 对水泥的强度、安定性、凝结时间进行抽样检查，不合格不得进场和用于施工。
? 骨料过于潮湿必须凉干后再用，避免石粉粘结成团而无法与水泥搅拌均匀。
? 喷射混凝土用水必须是无杂质的洁净水，污水及PH值小于4的酸性水均不得使用。
? 抗压强度试验:在施工工程中，将混凝土喷射在45×35×12(cm)(可制成6块)或45×20×12(cm)(可制成3块)的模型内，在混凝土达到一定强度后，加工成10×10
[4]×10 (cm)的立方体试块，在标准条件下养护至28天后进行抗压试验。
4 结 论
? 将隧道及地下工程中开挖出来的天然岩石，用颚式破碎机直接破碎为0.1,15mm的连续级配且级配合理的细石直接作为骨料配制细石喷射混凝土，具有很好的经济和社会效益。
? 由于细石喷射混凝土采用了自然连续级配的骨料，混凝土的密实性较好。由于细石骨料颗粒尖锐，表面粗糙，增加了骨料和骨料间、骨料和水泥间的机械咬合力。从而使细石
[3]喷射混凝土的强度高于同等条件下的普通喷射混凝土。
参考文献
[1] 蔡路,陈太林.《人工砂的研究与应用》[J].上海建材,2005(3):24-25. [2] 田建平.《高强高性能机制砂混凝土的配制及性能研究》[J].武汉理工大学硕士
论文
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,2000(4):1-2
[3 ] 姚明芳.新编混凝土强度设计与配合比速查手册[ M] .湖南科学技术出版社, 2001. [4] 陈建勋.隧道工程试验检测技术[M].人民交通出版社,2004(11):25-30.
作者简介 张日恒 男，1976年出生，西安科技大学材料科学与工程系硕士研究生，从事建筑材料研究。
(收稿日期:2007-05-06;责任编辑:陈桂娥)
浙公网安备 33021202002483