噴射混凝土配合比設計說明

2022-09-26 11:36:03 字數 4616 閱讀 4606

一、噴射混凝土的概念

噴射混凝土是借助噴射機械,將速凝混凝土噴向岩石或結構物表面,使岩石或結構物得到加強和保護。噴射混凝土有幹混合料噴射與溼混合料噴射兩種施工方法,我國井下巷道目前廣泛採用的是幹混合料噴射施工法。

二、噴射混凝土配合比設計的基本要求

噴射混凝土配合比具有自身的工藝特點,要根據多種因素來綜合選定。在保證原材料合格的前提下,配合比設計既要兼顧對強度等主要指標的要求,又要兼顧到施工工藝的要求。一般應滿足如下幾方面:

(1)應滿足設計強度等級要求,如有抗滲要求,還應達到抗滲等級。

(2)回彈量少。

(3)粉塵少。

(4)粘附性好,能獲得密實的噴射混凝土。

(5)能滿足施工要求,輸料順暢,不發生堵管等。

三、原材料選擇與質量要求

1、水泥

⑴應優先選用矽酸鹽水泥或普通矽酸鹽水泥,也可選用礦渣矽酸鹽水泥或火山灰質矽酸鹽水泥,必要時採用特種水泥,水泥強度等級不應低於32.5mpa。

⑵當有抗凍、抗滲要求時,水泥強度等級不宜低於42.5mpa。

2、粗骨料

⑴應採用堅硬耐久的碎石或卵石或兩者混合物,粒徑不宜大於16mm.

⑵嚴禁選用具有潛在鹼活性骨料。當使用鹼性速凝劑時,不得使用含有二氧化矽的石料。

3、細骨料

應採用堅硬耐久的中砂或粗砂,細度模數應大於 2.5。

4、減水劑

對混凝土和鋼材無鏽蝕作用,對凝結時間影響不大,乾法噴射混凝土不適合新增減水劑。5、速凝劑

摻量為水泥用量的3%

~5%。在使用速凝劑前,應做與水泥的適應性試驗,初凝不大於5min,終凝不應大於10min 。在採用其他型別外加劑時或幾種外加劑復合使用時也應做相應的效能試驗和使用效果試驗。

6、水噴射混凝土用水不應含有影響水泥正常凝結硬化的有害物質,不應使用汙水、海水、ph值小

於4的酸性水和含硫酸鹽量按so4計算超過水重1%的水。

四、混合料配合比技術要求

1、水膠比乾法宜為0.40~0.45、濕法宜為0.42~0.50;

2、膠骨比乾法宜為1.0∶4.0~1.0∶4.5;濕法宜為1.0∶3.5~1.0∶4.0;

3、砂率乾法宜為45%~55%,濕法宜為50%~60%;

4、速凝劑摻量為水泥用量的3%~5%;

5、濕法噴射混凝土拌合物的坍落度宜為80~120mm;

6、膠凝材料用量不宜小於400kg/m3;

7、噴射混凝土回彈率,邊牆不應大於15%,拱部不應大於25%。

噴射混凝土配合比設計包括常規配合比設計和試噴、調整兩個部分,前一部分是依據噴射混凝土的要求,按照常規配合比設計思路,提出基準配合比,後一部分是以基準配合比為前提,在現場調整、驗證、確定其配合比,兩個步驟互為補充,缺一不可。由於噴射混凝土施工中存在回彈(混凝土拌合物往下濺落)這一特殊現象,致使最終形成的混凝土中各材料的比例與幹混合料配合比不一樣,而這種差別的大小又往往受噴頭操作者的人為因素所制約,因此實際施工中只能按一般經驗和試噴試驗確定幹混合料的配合比。水膠比的大小是由操作噴頭者,根據噴射情況和混凝土表面狀態憑經驗來控制的,當噴射時粉塵和回彈較少,噴射混凝土表面平整,呈水亮光澤,無干斑和滑移流淌現象時,經測定此時水膠比為0.

4~0.5。

一、設計依據

1、jgj55―2011《普通混凝土配合比設計規程》

2、gb50086―2001《錨桿噴射混凝土支護技術規範》

二、設計說明

1、強度等級:c20乾法噴射混凝土

2、拌和方法:機械拌合

三、材料要求

1、水泥:p·o 42.5 中砂 5~10mm碎石飲用水

2、速凝劑:摻量為膠凝材料的4%

四、混凝土配製強度確定

f cu.0= f

五、混凝土配合比計算

1、計算水膠比: w/b=a a·f b/(f cu.0+a a·a b·f b)

=0.53×42.5/(26.6+0.53×0.20×42.5)=0.72

根據規範要求,乾法噴射混凝土水膠比宜為0.40~0.45,所以水膠比取w/b=0.43

2、查表確定用水量: m w0=185(kg/m3)

(乾法噴射混凝土用水量是通過現場操作手調整水閥實現的,當噴射混凝土表面乾濕不一,出現幹斑,噴射物附著性差,施工工作面粉塵多,回彈量大時,應調大水閥,增加單位用水量;當噴射混凝土表面出現流淌,滑移,成塊拉裂時,應調小單位用水量;配合比用水量適宜時,混凝土表面平整,濕潤均勻,有光澤,無干斑或滑移流動現象。用水量適宜穩定後,在試噴測試區域內做好厚度標誌,水表計量用水量,試噴完成後,結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。)

3、計算膠凝材料用量: m b0= m w0÷w/b=185÷0.43=430(kg/m3)

4、計算速凝劑用量: m f0= 430×4%=17.20(kg/m3)

5、確定砂率:取砂率βs=50%

(試噴時,回彈率的大小是乙個重要的指標,回彈率大主要是砂率不合適,應增大砂率,在幾種設定的砂率下,通過測定每一種砂率下的回彈率,經比較,最小的回彈率對應的砂率即為最佳砂率。)

6、計算粗細骨料用量: m s0=(2350-430-185)×50%=868(kg/m3)

m g0=2350-430-185-868=867 (kg/m3)

每立方混凝土拌合物的假定質量為2350kg/m3。

六、混凝土配合比的試配、調整和確定

1、試伴配合比

在計算配合比基礎上可進行試伴,計算水膠比宜保持不變,提出試伴配合比即基準配合比。

水泥:砂:石子:水:速凝劑

430: 868: 867: 185: 17.20

1 : 2.0

2 :2.02 : 0.43: 0.04

假定實測混凝土拌合物表觀密度2330(kg/m3)

2、調整配合比,水膠比增加0.02,砂率和用水量不變

水泥:砂:石子:水:速凝劑

411: 877: 877: 185: 16.44

1 : 2.13 : 2.13 : 0.45: 0.04

假定實測混凝土拌合物表觀密度2330(kg/m3)

3、調整配合比,水膠比減少0.02,砂率和用水量不變

水泥:砂:石子:水:速凝劑

451: 857: 857: 185: 18.04

1 : 1.90 :1.90 : 0.41: 0.04

假定實測混凝土拌合物表觀密度2340(kg/m3)

4、三組混凝土試件的水膠比和假定28天實測強度值分別為:

w/b=0.43 f cu.28=32.5(mpa)

w/b=0.45 f cu.28=26.8(mpa)

w/b=0.41 f cu.28=37.5(mpa)

5、根據28天實測強度值確定最終配合比為水膠比0.45配合比(建議c30試拌配合比即基準配合比的水膠比可為0.42)。

6、混凝土配合比拌合物的表觀密度實測值與計算值之差的絕對值不超過計算值2%,配合比中每項材料用量不需要用校正係數進行調整。

也可根據強度和膠水比繪製線性關係圖或插值法確定略大於配製強度對應膠水比(參考c3 0幫浦送混凝土配合比設計)。

以上噴射混凝土配合比的計算未經實測。

七、乾法噴射混凝土28天強度是按照規範成型大板,做強度試驗,以能滿足配製強度的水膠比,回彈率最小的砂率,最小水泥用量的配和比為最終配合比。

噴射混凝土抗壓強度試塊製作方法:

在施工現場中,先將混凝土噴製成大板,然後用此板切割成邊長為100mm

的立方體試塊。具體步驟和要求如下:

1、製作長、寬、高分別為450、350、120mm

木模,其中一小邊為敞開狀,以利回彈物濺落;

2、將木模敞開一邊朝下,以80度(與水平夾角)左右立於牆腳,放置牢靠;

3、先在木模附近的牆上噴射,待噴嘴出料正常,水膠比適宜後,將噴嘴移至木模處,由

下而上逐層向木模內噴滿混凝土;

4、將噴滿混凝土的木模小心移至安全地方,用抹刀輕輕將混凝土表面刮平;

5、在現場潮濕環境(冬天不得受凍)養護一晝夜後脫膜,將混凝土大板移至試驗室,在

標準條件下養護7天後,用帶有金剛石圓盤鋸片的切割機,切去大板周邊(寬約50mm

左右),並將餘下部分加工成邊長為100mm的立方體試塊。每個大板可加工立方體試塊6

個;6、將切割成的立方體試塊繼續在標準條件下養護至28天齡期,進行抗壓強度試驗。

由於各單位裝置條件所限,噴射混凝土配合比設計的試噴、調整和強度我們無法在試驗室內完成,建議各單位應和建設單位或施工單位互相配合協商解決,下井親臨現場學習實踐,得出符合現場實際情況的水膠比、用水量、最佳砂率、強度和表觀密度。

根據經驗乾法噴射混凝土拌合物應為幹硬性混凝土(坍落度在檢測報告上劃斜槓),用水量宜為180-190kg/m3,也可根據jgj55―2011中表5.2.1-

1確定,砂率可為49%~51%,c20和c25可為50%,c30可為49%或50%,強度等級42.5水泥用量c 20可為405~425kg/m3, c25可為430~435kg/m3, c30可為445~460kg/m3, 強度等級32.5水泥用量c20可為430~440kg/m3,

c25可為450~460kg/m3,影響噴射混凝土強度主要因素是水膠比,影響凝結時間主要因素是

速凝劑摻量,影響回彈率主要因素是砂率,砂率低,回彈率高,強度離散性大,管路宜堵塞;砂率高,粗集料不足,降低強度,以上可供各單位參考。

噴射混凝土為特種成型工藝,嚴禁用回彈法檢測噴射混凝土強度。

2012.11.25

C50混凝土配合比設計說明

一 原材料 1 水泥 韶關昌山建材 水泥,細度3.0 標準稠度數25.6 初凝時間155min,終凝時間244min 3d強度26.9mpa,28d強度44.4mpa 安定性合格,鹼含量0.4 2 礦粉 廣東省韶關市昌泥建材 礦粉。3 細骨料 廣東韶關北江水洗河砂,容重1500kg 4 粗骨料 廣東...

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