高性能喷射混凝土组成设计方法研究_文成禄.pdf
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1、河南水利与南水北调 2022年第12期试验与研究作者简介:文成禄(1984),男,工程师,主要从事水利工程管理方面工作。高性能喷射混凝土组成设计方法研究文成禄(连州市水务工程建设管理中心,广东 连州 513400)摘要:基于喷射混凝土施工要求,提出了高性能喷射混凝土这一概念,即通过添加速凝剂的改良方式,对普通喷射混凝土的工作性能、强度特性以及耐久性能进行全面优化提升,使其具有高强度和优秀的耐久性能以及良好的可泵和可喷性能。为探究如何提升喷射混凝土性能与设计方法,对前人研究成果进行了分析总结,阐明了影响喷射混凝土工作性能的主要因素,重点探究了无碱速凝剂对喷射混凝土高性能化的影响机制,同时提出了高
2、性能喷射混凝土组成设计方法。关键词:喷射混凝土;高性能化;无碱速凝剂;组成设计方法中图分类号:TV546文献标识码:A文章编号:1673-8853(2022)12-0082-03Study on Composition Design Method of High Performance ShotcreteWEN Chenglu(Lianzhou Water Works Construction Management Centre,Lianzhou 513400,China)Abstract:Based on the construction requirements of shotcrete,
3、the concept of high performance shotcrete is put forward.This kind ofconcrete is improved by adding accelerant,as well as comprehensively optimized and improved the performance,strengthcharacteristics and durability of ordinary shotcrete,so that it has excellent durability and good performance of pu
4、mp and shotcrete.Inorder to explore how to improve the performance and design method of shotcrete,the research results of predecessors are analyzed andsummarized,and the main factors affecting the performance of shotcrete are expounded.The influence mechanism of alkali-freeaccelerator on high perfor
5、mance of shotcrete is studied,and the composition design method of high performance shotcrete is proposed.Key words:shotcrete;high performance;alkali-free accelerator;composition design method0引言随着中国科技和施工技术的不断发展,对喷射混凝土技术的研究逐渐增多,其使用范围也越来越广。在进行施工时,通过加压的方式使拌合料快速喷射至施工位置,并能够瞬间压缩。在一些特定的工程项目中,使用喷射混凝土施工技术能够
6、加快施工速度,缩短项目工期,能够有效降低施工成本,且喷射混凝土的施工工艺也较为简单,在施工领域得到了迅速普及。但同时,对于很多特殊的喷射混凝土的配合比没有相应的配合比规范,导致在实际工程中很多情况下喷射混凝土效果较差。目前国内隧道衬砌用喷射混凝土强度等级多以C25为主,现有喷射混凝土强度等级偏低,难以适应复杂地段的隧道工程环境,同时喷射混凝土的后期强度倒缩问题,这一问题会直接导致结构后期力学性能劣化,从而大大降低结构的耐久性,因此必须优化喷射混凝土的相关性能。针对喷射混凝土可能存在的使用效果差、后期强度不足等问题,提出了高性能喷射混凝土的概念,即通过改良原有喷射混凝土配料的方式,在其中添加速凝
7、剂的方法,优化常规喷射混凝土的使用指标,提升其使用性能。高性能喷射混凝土的改良一般主要从配合比参数、速凝剂、机制砂以及纤维这几个方面入手。王嘉旋等人研究了多种纤维单掺和两种纤维混掺对喷射混凝土强度的影响,探究了通过纤维改良后喷射混凝土的强度发展规律。张戈探究了水胶比、添加凝胶量和不同砂率对提升喷射混凝土性能的影响。王家赫探究了无碱速凝剂与功能性掺合料对喷射混凝土的改良效果,并进行了相关的力学性能试验。分析总结了各种影响喷射混凝土工作性能的因素,并重点探究了无碱速凝剂对喷射混凝土高性能化的作用机制,同时提出了高性能喷射混凝土组成设计方法。1无碱速凝剂对喷射混凝土性能影响机理研究喷射混凝土的工作环
8、境决定了其需要在喷射至受喷面上的短时间内迅速凝固,因此,速凝剂的添加对于喷射混凝土正常发挥作用起到了至关重要的作用。常见的混凝土速凝剂通常可以分为有碱速凝剂和无碱速凝剂两种。其中有碱速凝剂具有掺量少,发挥作用更快的优点,但其会降低混凝土的后期强度,同时增加碱骨料反应出现的风险。对于无碱速凝剂,其更好规避了有碱速凝剂对于混凝土耐久性产生的不利影响,但目前无碱速凝剂的研究相对不是很完善,其作用机理不是很清晰,故需开展进一步的深入研究。82河南水利与南水北调 2022年第12期试验与研究1.1实验方案喷射混凝土主要原材料有水泥、石子、砂子、减水剂、速凝剂和水,选取N(I)型低碱液体速凝剂和N(II)
9、型无碱液体速凝剂作为改良材料。水泥采用杭州建德市下涯镇半芹贸易商行出售的P O42.5水泥,碎石采用510 mm连续级配碎石,砂子采用天然河砂,减水剂采用聚羧酸系高性能减水剂,速凝剂采用N(I)型低碱液体速凝剂和N(II)无碱液体速凝剂。试验混凝土试样的设计配合比为水泥:砂子石子水=540827827205.20,其水灰比 0.38,砂率为 50%,速凝剂掺量分别为 0%、5%、8%和10%(占水泥质量百分比)。试验中喷射混凝土试块制作时,采用湿喷法进行制作。将喷射好的混凝土试件放置1 d后再进行拆模,拆模后使用切割机切割成边长为100 mm立方体的标准混凝土试件,随后将试件放置到室内养护至2
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