湿喷混凝土配合比现场试验分析

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2010年第2期(总第244期)混凝土预拌混凝土Number2in2010(TotalNo．244)ConcreteREADYMIXEDCONCRETEdoi：10．3969~．issn．1002·3550．2010．02．030湿喷混凝土配合比现场试验分析肖军，胡斌z，叶伟s(1．河海大学土木工程学院，江苏南京210098；2．二滩水电开发有限责任公司，四川成都610051；3南京林业大学土木工程学院，江苏南京210037)摘要：通过在已有的湿喷混凝土室内配合比研究分析的基础上，对喷射混凝土的现场试验加以研究，从现场取样喷大板做抗压、抗拉、抗折强度、抗渗等级、弹性模量以及与围岩黏结强度、韧性指数、抗冲击次数比等试验，从而研究室内配合比的各参数的适宜性，并提出相关建议。关键词：湿喷混凝土；配合比；现场试验中图分类号：TU528．062文献标志码：A文章编号：1002—3550(2010)02—0103—03Wet-mixsprayedconcreteanalysisoffieldtestXJAOJun．HUBin．yEWei(1．CollegeofCivilEngineeringofHohaiUniversity，Nanjing210098，China；2．ErtanHydropowerDevelopmentCo．，Ltd．Chengdu610051，China；3．CollegeofCivilEngineeringofNanjingForestryUniversity，Nanjing210037，China)Abstract：Accordingtotheresultofindoorresearchandanalysistoexistingwet-mixsprayedconcrete，wedosomeresearchoffieldtestsofsprayconcrete，usingthespraylargepanelsamplefromthefieldtodocompression，tensile，flexuralstrength，impermeabilitygrade，flexiblemodulus，bondwiththerockstrength，toughnessindex，theresistanceofshockandSOon，finallyweexplaintheindoorappropriatenessofthevariousparameters，andproviderelevantsuggestionsKeywords：wet—mixsprayedconcrete；concretemix；fieldtest样喷大板做抗压、抗拉、抗折强度、抗渗等级、弹性模量、与围岩黏()引言结强度、韧陛指数、抗冲击次数比等相关试验o根据四川省雅砻江某水电站的长探洞和辅助洞施工实践可1现场喷射混凝土试验知：本T程引水隧洞开挖施工中，将主要存在地下突涌水、高地应力岩爆及断层破碎带等主要T程地质问题。设计单位在综合各个1．1现场喷射混凝土试验的配合比确定阶段对引水隧洞围岩稳定和支护设计的研究成果，主要采用喷锚根据湿喷混凝土室内试验已有的成果(湿喷混凝土配合比支护等措施加固罔岩，从而保证施工安全。针对引水隧洞在开挖过见表1)，同时考虑施_[现场喷射混凝土的特点与实际情况，现场程中将产生的种种复杂地质情况，为达到引水隧洞群施工快速便试验选用“乃托”牌P·O42．5R级水泥，埃肯微硅粉(掺量10％)、捷、洞室永久稳定等目的，有必要结合工程实践及国内外多年工程JG一2H缓凝高效减水剂(掺量为胶凝材料1．O％)，河南巩义、成运用成果，考虑采用钢纤维、硅粉、无机纳米材料、聚丙烯微纤维和都宏达纳米外加剂(掺量分别为10％)，深圳维克仿钢纤维(掺增韧型聚丙烯合成粗纤维作为本工程引水隧洞的永久喷射混凝量6kedm，)、佳密克丝钢纤维(掺量40kg／m)，进行现场湿喷混土支护材料的可行性。为深人研究各种材料的支护性能、施工影凝土拌合物性能检验。响，需进行相关试验。主要在对湿喷混凝土室内配合比研究分析的1．2现场试验位置的选择和施工工艺基础上，对湿喷混凝土室内配合比的现场试验加以研究(即现场取在1、2、3、4引水隧洞内，采用湿喷技术施工工艺，利用表1现场喷射混凝土配合比收稿日期：2009-09~07·l03· 大型湿喷机进行试验。试验时喷头宜与受喷面垂直，喷射距离为表3湿喷钢纤维混凝土弯曲韧性检测结果0．6～1．0m，喷射作业按照自上而下的顺序、分段分片的进行，现检测结果场试验时间、地点、混凝土试验类型见表2。参数名称CF30纳米钢纤维CF30硅粉钢纤维表2现场试验时间、地点、混凝土试验类型B一005—1B-005—2B-005-3B一004-1B．004—2B一004-3由表4可知：①通过对喷射混凝土现场大板试验和室内成型试验成果加以对比可以看出，现场喷射质量对强度影响较大，喷射不密实时混凝土强度和抗拉值偏小，现场个别试件未达到设计要求，同时掺加速凝剂后混凝土的力学性能总体上有所下降。②除CF30纳米+有机仿钢纤维、CF30硅粉+有机仿钢纤维现场喷射混凝土由于大板喷射不密实，导致抗压强度和抗拉强度值偏低，未满足设计要求，其余混凝土的28d龄期抗压强度、抗拉强度、抗折强度、抗渗等级和抗压弹性模量满足相关要求。由表5可知：①对于掺有机仿钢纤维喷射混凝土，所开展的1．3现场喷射混凝土各种配合比组合的性能试验裂缝降低系数、抗冲击系数比和弯曲韧度指数性能检测成果可知：1．3．1喷射混凝土性能试验纳米有机仿钢纤维和硅粉有机仿钢纤维喷射混凝土降低系数和抗现场湿喷混凝土各种配合比组合较多，对于湿喷钢纤维弯冲击次数比性能基本一致，满足相关要求，鉴于已经完成的三组弯曲韧性的检测成果见表3，对所选定的配合比，进行喷射混凝土曲韧度指数，其中，弯曲韧度指数，s中有一组满足要求，两组未满现场大板试验时，也同时进行了部分项目的室内成型检测，以足要求，与掺钢纤维喷射混凝土弯曲韧度指数I10，3o和韧度系便进行比较，现场大板试验及室内成型试验成果见表4，通过对数R。试验结果相比，有机仿钢纤维喷射混凝土11o,，3o、R。明显表4加以汇总，形成现场湿喷}昆凝土大板试验成果汇总见表5。偏低。②对于掺钢纤维喷射混凝土，所开展的裂缝降低系数、抗冲由表3可知：CF30纳米钢纤维、CF30硅粉钢纤维混凝土击系数比和弯曲韧度指数性能检测成果可知：纳米钢纤维和硅粉各有一组试件各项指标均达到设计要求，性能相近，其他几组钢纤维喷射混凝土弯曲韧度性能基本一致，其中弯曲韧度指数试件韧性指数，10，韧性指数，30指标两组差异不大，且韧性指数满足设计要求，，J0略大于设计要求，韧度系数R。。低于设计要求。，10，韧性指数，30指标除B。004—3略低外，其余达到设计要求，但1．3．2现场湿喷混凝土试验韧度系数未达到设计要求。在现场喷射混凝土中，对喷射混凝土坍落度、喷层厚度、回编号一一栅一～(kg／m3)／％硅夕杀蠹穗注：表中B002、B003现场喷射混凝土强度和抗拉值偏小，是南于该块大板喷射不密实，大板切割后，表面呈蜂窝状。·104· 表5现场湿喷混凝土性能试验成果汇总表(大板试验)注：①抗冲击次数比试验为室内制作l50mmx63mm圆饼型试件，用冲击钢球落距457mm进行冲击试验；②裂缝降低系数试验采用600mmx600mrnx63mm自制模具，室内拌和成型后进行对比，各试件经24h暴露后均未发现裂缝。弹量、与围岩黏接强度、分布均匀性进行检测，由于试验地点均表8喷射混凝土与围岩黏接强度试验成果表在2引水洞和4引水洞掌子面进行，施1．交叉作业，现场无法舡部位麟土类型黍躲完成喷层厚度、回弹量、与围岩黏接强度等试验，因此在4引水洞落底洞段选择了一段约50rn进行喷层厚度、回弹量、与同岩黏接强度等试验，试验结果见表6-8。表6喷射混凝土喷层厚度、回弹量试验成果表混凝土类型——堕星壁壁试验部位喷(配比方案)设计要求。从断裂的特征来看，发现岩石断裂面较为光滑，经过分析，认为岩石内部存在分层和裂隙，从而导致无法取得数据。由表6可知：不同配合比方案喷射混凝土现场检测回弹量均2结论与建议超过不大于8％，即超过设计规定的要求。(1)根据相关试验及结果，并充分考虑室内试验与现场生表7喷射混凝土现场拉拨试验成果表产及施lT质量控制水平的差异，表1现场喷射混凝土配合比中娩]部位断裂特征各参数适宜。(2)通过对各种配合比的混凝土现场喷射试验的分析研究，从成本、施丁工艺等方面考虑，建议选用纳米有机仿钢纤维混凝土。(3)鉴于表8中各种类型的混凝土与围岩黏结强度的结果均未达到设计要求，因此，有必要对相应的试验方法做必要的调整，从而考察其与陶岩的黏结强度效果。(4)鉴于喷层混凝土的同弹率受施1_T艺、施T时间等因素的影响，建议喷层混凝土的回弹量可以适当突破8％的要求。(5)鉴于现场喷射混凝土与围岩黏结强度取试样的困难性，建议取消喷射混凝土现场试验的f自松比及干缩试验的研究。参考文献：[1】陈志源，李启令．土木工程材料(第2版)『M]．武汉：武汉理工大学出版社，2003．由表7、8可知，现场黏接强度试验效果很不理想，为了取得理作者简介肖军(1982一)，男，在读硕士研究生。想数据，通过在现场分别以不同孔径、采用了黏接强度试验仪、拉单位地址江办省南京市西康路1号河海大学土木工程学院研二舍拔法等不同方式在不同部位进行了多次喷射混凝土与围岩黏接强302室(210098)度试验：多数试件存钻芯过程中母岩直接断裂，或试验结果达不到联系电话1395l624648·105·