C30F200喷射混凝土配合比设计.docVIP

C30F200喷射混凝土配合比设计 摘 要：由于喷射混凝土配合比难以确定，受骨料、水泥及外加剂等因素影响很大，实际施工中几乎凭喷枪手的经验操作，质量难以保证。本文在总结近几年来喷射混凝土和混凝土抗冻理论的基础上，阐述了混凝土的冻融破坏机理和影响因素。并结合新疆下坂底工程的C30F200喷射混凝土配合比设计，掺加高效速凝剂，采用试验室成型和湿喷机成型两种方法，进行喷射混凝土配合比试验研究，优化混凝土配合比参数，充分利用各种掺合料复合加入混凝土后所产生的叠加效应，实现了喷射混凝土与其抗冻性的结合，最终确定适合工程要求的喷射混凝土配合比。 关键词：喷射混凝土；配合比；速凝剂；抗冻性 前言 喷射混凝土是借助喷射机械，利用压缩空气或其他动力，将水泥、砂、石、掺合料、外加剂及水等原材料按一定比例配合好的拌合料，通过管道输送，并以高速喷射到受喷面凝结硬化而成的一种混凝土。与传统的现浇混凝土相比，喷射混凝土不需要立模和振捣，而是将混合料高速、连续地喷至受喷面上，冲击、挤压形成密实的混凝土。 一、试验原理 1、试验原理 1.1速凝剂的工作原理 在水泥中掺入速凝剂，遇水混合后立即水化，速凝剂的反应物NaOH与水泥中的CaSO4生成Na2SO4，使石膏失去缓凝作用。由于溶液中石膏浓度的降低，使C3A迅速进入溶液，析出水化物，导致水泥浆迅速凝固，水泥石形成疏松的铝酸盐结构。同时沉淀下来的铝酸盐水化物，如C3A·Ca（OH）2·H2O、C3A·CaSO4·12H2O的固溶体决定了水泥结构。Na2SO4和 NaOH也起着加速硅酸盐矿物（特别是C3S）水化的作用。随着龄期的延长，C3S水化物不断析出，填充并加固疏松的铝酸盐结构，随着溶液中Ca（OH）2浓度的逐渐增高，使Na2SO4 与Ca（OH）2发生可逆反应重新生成CaSO4，从而在液相中形成晶体，这对疏松的铝酸盐结构的加固，以及致密作用是有利的。 二、试验设计 1、设计思路 要获得高性能的喷射混凝土就必须从原材料品质、配合比优化、施工工艺与质量控制等方面综合考虑。在进行配合比设计时，C30F200喷射混凝土除了满足强度要求外，还应满足快速凝结和抗冻方面的要求，需要通过掺加速凝剂、引气剂等外加剂来实现混凝土的快凝与抗冻性。 2、原材料分析 选用优质的原材料是配置喷射混凝土的前提。根据该工程合同技术规范的要求，结合材料产地和经济性选用以下原材料，其各项性能满足相关标准要求。 2.1水泥 水泥品种和标号的选择应满足工程要求，当加入速凝剂时还应考虑水泥与速凝剂的相容性。 喷射混凝土应优先选用不低于42.5级硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，因为这两种水泥中的C3S和C3A的含量较高，同速凝剂的相容性好，能速凝、快硬、后期强度也较高。矿渣硅酸盐水泥凝结硬化慢，但对抗硫酸盐、海水腐蚀的性能比普通硅酸盐水泥好。 本试验对新疆下坂底水泥的安定性、凝结时间、抗折强度和抗压强度进行了反复试验其试验结果均能满足工程要求。各项试验指标均满足要求，见表1。 表1 新疆下坂地水泥测试结果 序号 水泥牌子及 强度等级 安定性 凝结时间 抗折强度 抗压强度 初凝 (min) 终凝 (min) 3天 (MPa) 7天 (MPa) 28天 (MPa) 3天 (MPa) 7天 (MPa) 28天 (MPa) 多浪P.O32.5 合格 2 团结P.O32.5 合格 2.2砂 喷射混凝土宜选用中粗砂，砂的细度模数应大于2.5，砂子颗粒级配应满足表5的要求。砂子过细会使喷射混凝土干缩增大，砂子过粗则会增加回弹。砂子中小于粒径0.075mm的颗粒不应超过20%，否则，由于砂周围有灰尘，会妨碍砂与水泥的良好黏结。 2.3石子 喷射混凝土用卵石或碎石皆可，以卵石为好。因卵石对设备及管路磨蚀小，不会像碎石那样因针片状含量多而引起管路堵塞。目前，国内生产的喷射机虽然能使用最大粒径为25mm的骨料，但为了减少回弹，骨料的最大粒径不宜大于20mm。喷射混凝土的石子级配要求见表2。 表2 喷射混凝土的石子的级配限度 筛孔尺寸（mm） 通过每个筛子的质量百分比 筛孔尺寸（mm） 通过每个筛子的质量百分比 级配1 级配2 级配1 级配2 20.0 —— 100 5.0 10~30 0~15 15.0 100 90~100 2.5 0~10 0~5 10.0 85~100 40~70 1.2 0~5 —— 2.4 拌合用水 试验用水本应该采用新疆下坂底地区的拌合水。但经试验测试，采用试验地饮用水对试验结果带来的影响可忽略不计。因此试验拌合水采用试验地当地饮用水。 2.5 外加剂 本试验所选用速凝剂采用江西萍乡和新疆喀什（新送）、西安红旗生产的速凝剂。引气剂江西萍乡和新疆喀什（新送）、西安红旗生产的。减水剂选用江西萍乡