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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