關(guān)于機(jī)制砂高標(biāo)號(hào)噴射混凝土配合比的試驗(yàn)研究與應(yīng)用

陳廣明 韓飛 王建旺 武恩瑞

摘要：本研究通過對(duì)比試驗(yàn)，分析了石粉含量、無堿速凝劑對(duì)高標(biāo)號(hào)噴射混凝土工作性能的影響，獲得了機(jī)制砂高標(biāo)號(hào)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(jī)制砂高標(biāo)號(hào)噴射混凝土性能滿足要求的前提下，減少機(jī)制砂生產(chǎn)過程中多余的石粉排放，減少石粉對(duì)環(huán)境的污染。

關(guān)鍵詞：機(jī)制砂;高標(biāo)號(hào);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(duì)環(huán)境影響比較大，現(xiàn)在施工中大多采用“濕噴”法。伴隨著國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)的高速發(fā)展與對(duì)日益減少的河砂資源的保護(hù)，機(jī)制砂噴射混凝土的應(yīng)用越來越廣泛，隧道內(nèi)用“濕噴”法混凝土主要起到早期支護(hù)作用。高標(biāo)號(hào)噴射混凝土是指標(biāo)號(hào)大于等于C40的噴射混凝土，已有研究表明機(jī)制砂中的石粉對(duì)高標(biāo)號(hào)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(duì)比試驗(yàn)來研究機(jī)制砂高標(biāo)號(hào)噴射混凝土中無堿速凝劑及石粉合理的摻量。

1 實(shí)驗(yàn)用原材料

（1）水泥：湖北三峽P.O52.5水泥。水泥性能：抗折強(qiáng)度3d為6.1MPa、28d為9.4MPa;抗壓強(qiáng)度3d為31.5MPa、28d為57.6MPa;細(xì)度為3.2%;初凝時(shí)間為155min、終凝時(shí)間197min;標(biāo)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(hào)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(jīng)時(shí)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(hào)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(shí)間為3min20s、終凝時(shí)間6min30s;1d抗壓強(qiáng)度為7.5MPa;28d抗壓強(qiáng)度比為94%;90d抗壓強(qiáng)度保留率為112%。

（4）碎石：石灰?guī)r5～10mm連續(xù)集配，壓碎值8.0%，含泥量0.8%，泥塊含量0。

（5）機(jī)制砂：水洗中砂，細(xì)度模數(shù)2.9，2區(qū)，含泥量0.4%，石粉含量4%。

（6）石粉：上述機(jī)制砂磨細(xì)。

2 性能試驗(yàn)及分析

為實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，符合噴射混凝土的各項(xiàng)性能指標(biāo)要求，設(shè)計(jì)了以下C40機(jī)制砂噴射混凝土的試驗(yàn)，具體配合比及坍落度試驗(yàn)如表1。

2.1 石粉含量對(duì)高標(biāo)號(hào)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(biāo)號(hào)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(biāo)號(hào)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(yàn)過程中，隨著砂子中石粉含量的增加，高標(biāo)號(hào)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(biāo)號(hào)噴射混凝土所需用水量增大，對(duì)高標(biāo)號(hào)噴射混凝土的施工造成很大的影響。

2.2 無堿速凝劑對(duì)機(jī)制砂高標(biāo)號(hào)噴射混凝土力學(xué)性能的影響

由于速凝劑對(duì)噴射混凝土有很大的作用，既要保證噴射混凝土的強(qiáng)度又要保證噴射混凝土的密實(shí)性和工作性，因此，本試驗(yàn)進(jìn)行了不同無堿速凝劑摻量的條件下機(jī)制砂石粉含量在10%的條件下高標(biāo)號(hào)噴射混凝土（表1中編號(hào)S4、S7-S11）力學(xué)性能的研究，經(jīng)考察S4號(hào)混凝土28d抗壓強(qiáng)度為48MPa;S7號(hào)混凝土1d抗壓強(qiáng)度為6.7MPa，28d抗壓強(qiáng)度為30.7MPa;S8號(hào)混凝土1d抗壓強(qiáng)度為8.5MPa，28d抗壓強(qiáng)度為38.5MPa;S9號(hào)混凝土1d抗壓強(qiáng)度為11.7MPa，28d抗壓強(qiáng)度為45.4MPa;S10號(hào)混凝土1d抗壓強(qiáng)度為9.3MPa，28d抗壓強(qiáng)度為40.1MPa;S11號(hào)混凝土1d抗壓強(qiáng)度為7.2MPa，28d抗壓強(qiáng)度為32.8MPa。

由S4、S7、S8、S9號(hào)混凝土試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著無堿速凝劑摻量的增加，C40機(jī)制砂噴射混凝土的1d強(qiáng)度和28d強(qiáng)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(jī)制砂噴射混凝土的凝結(jié)時(shí)間變短，因此其強(qiáng)度逐漸增加;由S9、S10、S11號(hào)混凝土試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著無堿速凝劑摻量的增加，C40機(jī)制砂噴射混凝土的1d強(qiáng)度和28d強(qiáng)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(jī)制砂噴射混凝土的凝結(jié)時(shí)間變短，其密實(shí)度逐漸減小，因此其強(qiáng)度逐漸減小。

3 結(jié)論

本研究分析探討了石粉含量、無堿速凝劑對(duì)高標(biāo)號(hào)噴射混凝土工作性能的影響，獲得了機(jī)制砂高標(biāo)號(hào)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(jī)制砂高標(biāo)號(hào)噴射混凝土在性能滿足要求的前提下也減少機(jī)制砂生產(chǎn)過程中多余的石粉排放，減少石粉對(duì)環(huán)境的污染，更加符合我國(guó)建筑建材行業(yè)未來的發(fā)展方向。

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