白大鹏
深圳市太科检测有限公司 广东深圳 518053
摘要：喷射混凝土配合比设计方法及其质量控制不同于普通混凝土，它具有自身的工艺特点。以工程实例对喷射混凝土配合比设计方法及其质量控制加以介绍。
关键词：喷射混凝土；配合比；质量控制
0 前言
随着我省高速公路的飞速发展，山区隧道工程日益增多，作为保证施工安全的喷锚支护就显得十分重要。在施工过程中，影响喷射混凝土质量的因素很多，而配合比设计在其中尤显重要，喷射混凝土的强度、安全性、耐久性和经济性与喷射混凝土的质量直接相关。因此，为确保喷射混凝土施工质量，需要在混合比率水平下分析原材料的特性和参数，并了解和理解施工质量的影响，然后进行相应的质量控制及采取措施。使配合比设计更合理，喷射混凝土质量更能满足设计要求。文中主要介绍了隧道锚喷支护用C20(干喷)混凝土配合比的设计及其质量控制。
1原材料的选定
各种原材料的选择应严格按照标准规范要求，并与当地原材料相结合。
1.1水泥
该地区有三座市政水泥厂和更多的水泥厂。通过对质量稳定、生产和价格的综合评价，最终确定了罗浮山水泥厂生产的产品质量稳定、产量稳定的罗浮山牌P.O42.R水泥，品质指标符合《通用硅酸盐水泥》（GB175-1999）标准要求。
1.2砂
由于本工程附近有两条河流，河砂比较丰富，实验结果表明，东江砂属于石英河砂，质地坚硬耐用，属中砂。理化指标满足规范要求，距离相对较近，相对成本较低。因此，考虑使用东江砂场的河砂，品质指标符合《建设用砂》（GB/T14685-2011）标准要求。
1.3碎石
根据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB50086-2015）规定，采用金源石场公称粒级5mm～10mm碎石。质量指标符合《建设用卵石、碎石》（GB/T14685—2011）标准要求。
1.4拌合用水
采用可以饮用的东江水。
1.5速凝剂
速凝剂，通过比较选择湖南金地牌AC—I的速凝剂。经实验掺5%的水泥净浆初凝不大于3min，终凝不大于12min。
2 配合比的初步拟定
喷射混凝土由于工艺的特殊性，与普通混凝土不同，其配合比的各参数的选定有其自身特殊要求。
2.1砂率的确定
喷射混凝土是由水泥和骨料在注射过程中连续冲击压实而形成的一种混凝土。为了最大限度地吸收两种注入的冲击能量，砂率应高于普通混凝土的砂率。
稠度和粘度有很大的影响。挖孔工程的侧墙和拱顶应采用较大的砂率，并应采取相应的经验。初拟选时选50%、55%二种砂率。
2.2水泥用量的确定
根据GB50086-2015规定，干喷胶骨比应为1∶4~1∶4.5，水胶比应为0.4~0.45。水泥用量过小，回弹量大。初期强度增长慢;若使用水泥过多，不仅不经济，而且会产生大量粉尘恶化施工条件，硬化后的混凝土收缩也增大。初拟水胶比取0.44，假定容重取2280kg/m3，胶骨比取1∶4.2，砂率取50%，速凝剂掺量5%。
3 配合比的试喷及调整
喷射混凝土配合比设计区别于常规混凝土配合比设计最大的特点是其配合比要经过实际试喷确定。
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3.1现场试喷及调整
经现场试喷50%的砂率喷出后现场回弹率较大，后来将砂率调正为55%，经计算后配比为：水178 kg/m3、水泥405 kg/m3、砂933 kg/m3、石764 kg/m3、速凝剂20.200 kg/m3。
3.2喷射混凝土试喷调整的目的：
喷射混凝土试喷、调整应满足以下要求:
1）强度要求。以满足工程喷射混凝土的强度。
2）可喷性要求。使现场喷射混凝土，附着力好，致密性好，回弹少，无堵管。
3）环境要求。喷射混凝土施工现场粉尘减少，粉尘浓度降低。
4 喷混凝土质量控制
（一）从项目施工中提取喷射混凝土的抗压强度所需的试块。每50至100立方米混合物或少于50立方米的混合物，样本数量不应少于一组独立项目。
（二）在某些规格的喷射混凝土板上，必须检查用于测试喷射混凝土的标准试块。试件是边长10cm，标准硬度28D的立方体，最终压缩强度是使用标准测试方法确定的，并乘以0.95倍。
（三）当立方体试块用于抗压强度试验时，加载方向必须垂直于试块的注射成型方向。
（四）基于板尺寸的切割方法开发了标准测试块方法。模具尺寸为450毫米×350毫米×120毫米（长×宽×高），尺寸较小。标准试块应按照以下步骤进行：
（1）在注射表面附近，模具向侧面打开，并以80度的角度（与水平面之间的角度）放置。
（2）先在模具外的边墙上喷射，待操作正常后，将喷头移至模具位置，由下而上，逐层向模具内喷射混凝土。
（3）将喷满混凝土的模具移至安全地方，用三角抹刀刮平混凝土表面。
在隧道潮湿环境中固化1d后，将模具拆除。混凝土大板移至实验室，7d在标准养护条件下固化。再用切割机去除周围和上表面（底部不能被去除）后，对100毫米的立方体试样进行加工。立方体试块的允许偏差：边长为±1毫米，直角<2度。喷射混凝土板件周边120mm范围内的混凝土不得用作试件。
（4）在处理之后，长度100毫米的立方体试件在标准条件下继续保持28d龄期，并进行压缩强度测试。
5 结语
喷射混凝土在工程中被广泛应用，其配合比的设计既与普通混凝土的有相似之处，又有其特殊性，其配合比的选定,在遵守规范规定下，应特别重视试喷调整这一过程，这是喷射混凝土配合比设计的重点和难点，在试喷中，喷射面混凝土能满足喷射要求，低的回弹率，最低的水泥用量和喷射混凝土强度满足要求的配合比即为最佳配合比。在试喷中，喷射面混凝土能满足喷射要求、低的回弹率、最低的水泥用量和喷射混凝土强度满足要求的配合比即为最佳配合比。
（1）设计配合比时，应分析主要参数，掌握参数变化对质量的影响，采取有效的控制措施，减少影响，确保建筑质量并满足喷射混凝土结构的要求。设计技术要求喷浆混凝土原材料必须符合技术规范的要求。
（2）喷射混凝土属于轻质混凝土，其密度不宜过大，控制在2200~2300kg/m3左右。
（3）通过合理的配合比设计和有效的控制措施，喷射混凝土质量优良，施工回弹率控制在10%~15%，7d平均抗压强度为22.5 MPa， 28d的平均抗压强度为27.8MPa。标准试块的制作及养生应特别注意，否则会影响喷射混凝土的质量。
参考文献：
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[5] 沈连春.隧道工程中如何控制喷射混凝土施工质量[J]. 科技资讯. 2010(11)
论文作者:白大鹏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/28
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