喷射混凝土配合比设计作业指导书

中铁三局集团第五工程有限公司工程试验中心

喷射混凝土配合比设计

作业指导书

二O一O年八月二九日

目录

1、编制依据....................................................................................................................- 1 -

2、原材料选择与质量要求............................................................................................- 1 -2.1水泥.. (1)

2.2粗骨料 (2)

2.3细骨料 (2)

2.4减水剂 (2)

2.5速凝剂 (2)

2.6水 (3)

3、混合料配合比技术要求............................................................................................- 3 -

4、配合比的初步拟定....................................................................................................- 3 -4.1速凝剂有效掺量的确定.. (3)

4.2确定配制强度 (3)

4.3确定砂率 (4)

4.4确定水灰比 (4)

4.5确定用水量 (4)

4.6确定砂石用量 (4)

4.7试拌和调整配合比参数 (5)

5、试喷调整配合比参数................................................................................................- 5 -5.1单位用水量的调整、选定. (5)

5.2砂率的调整与确定 (6)

6、确定最佳配合比........................................................................................................- 6 -附录：..............................................................................................................................- 6 -

1、喷大板成型方法 (6)

2、回弹率测定方法 (6)

喷射混凝土配合比设计

作业指导书

（编辑：罗新民）

喷射混凝土配合比设计包括常规配合比设计和试喷、调整两个部分，前一部分是依据喷射混凝土的要求，按照常规配合比设计思路，提出基准配合比，后一部分是以基准配合比为前提，在现场调整、验证、确定其配合比，两个步骤互为补充，缺一不可。

1、编制依据

（1）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》，GB50086-2001

（2）《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》，TZ214-2005

（3）《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》，铁建设[2005]160号

（4）《公路隧道施工技术细则》，JTG/T F60-2009

2、原材料选择与质量要求

2.1水泥

2.1.1应优先选用硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，强度等级不小于32.5Mpa，必要时可采用特种水泥。

2.1.2钢纤维喷射混凝土的水泥强度等级不宜小于42.5Mpa （GB50086-2001、8.6.1）。

2.1.3当有抗冻、抗渗要求时，水泥强度等级不宜低于42.5 Mpa。

2.1.4当喷射混凝土遇含有较高可溶性硫酸盐的地层或地下水地段，应按侵蚀类型和侵蚀程度采用相应的抗硫酸盐水泥。

2.1.5当骨料与水泥中的碱可能发生反应时，应选用低碱水泥。

2.1.6当需要喷射混凝土有较高的早期强度时，可选用硫铝酸盐水泥或其他早强水泥。

2.2粗骨料

2.2.1应采用坚硬耐久的碎石或卵石（豆石），或两者混合物，粒径不宜大于15mm（公路规范规定不大于16mm）。钢纤维喷射混凝土的骨料粒径不宜大于10mm（GB50086-2001、8.6.1）。

铁路客专规范规定：含泥量不应大于1%，泥块含量不应大于0.25%。

2.2.2严禁选用具有潜在碱活性骨料。当使用碱性速凝剂时，不得使用含有二氧化硅的石料。

2.3细骨料

应采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数应大于2.5。干法喷射时，砂的含水率宜控制在5%~7%。

铁路客专规范规定：含泥量不应大于3%，泥块含量不应大于1%。

2.4减水剂

对混凝土和钢材无锈蚀作用，对混凝土的凝结时间影响不大，用于湿法喷射时具有一定的保坍性。

2.5速凝剂

干法喷射时采用固体速凝剂，湿法喷射时采用液体速凝剂。其掺量不宜大于水泥用量的5%。在使用速凝剂前，应做与水泥的适应性试验，初凝不大于5min，终凝不应大于10min。

在采用其他类型外加剂时或几种外加剂复合使用时也应做相应

的性能试验和使用效果试验。

2.6水

水应使用符合工程用水的有关标准，不应使用污水、海水、PH 值小于4的酸性水，硫酸盐含量按SO?2

计超过水重1%的水。

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3、混合料配合比技术要求

1、灰骨比宜为1∶4～1∶5；

2、水灰比宜为0.40～0.50；

3、砂率宜为45%～60%；

4、拌合物的坍落度宜为8～13cm（国标、公路8～12cm）；

5、胶凝材料用量不宜小于400kg/m3。

6、初期强度应满足施工要求，即3h强度达到1.5Mpa，24h达到5.0 Mpa.

7、喷射混凝土回弹率，边墙不应大于15%，拱部不应大于25%。

4、配合比的初步拟定

4.1速凝剂有效掺量的确定

配合比设计之前应首先确定速凝剂的掺量，依据《喷射混凝土用速凝剂》（JC477）凝结时间测定方法，按2%、3%、4%、5%掺量进行凝结时间试验，确定符合初凝不大于5min，终凝不大于10min的掺量。

4.2确定配制强度

按常规混凝土确定配制强度的方法确定喷射混凝土配制强度。

——混凝土的配制强度，Mpa；

式中f

cu,

o

——混凝土设计强度标准值，Mpa；

f

cu,

k

δ混凝土强度标准差(根据行业标准选择)。

4.3确定砂率

可根据经验选择确定，以下砂率选择仅提供参考：

① 5~10mm碎石，砂率初步拟定为50%、53%、56%三种砂率。

② 5~16mm碎石，初步拟定砂率为48%、51%、54%三种砂率。

4.4确定水灰比

按照规范规定，水灰比宜为0.40～0.50，胶凝材料用量不宜小于400kg/m3的技术要求，确定三个水灰比，根据确定的用水量计算水泥用量，用水泥的强度等级调整混凝土的强度等级。

4.5确定用水量

4.5.1干喷法：干法喷射混凝土工艺在配合比中不适合添加减水剂，试拌混凝土坍落度约在30~50mm，每方混凝土用水量约在170~180kg。

4.5.2湿喷法：湿法喷射混凝土工艺可以在配合比中添加减水剂，用水量可以根据水泥用量不宜少于400kg/m3的规定和选定的水灰比推算，坍落度可以通过添加减水剂掺量调整。

4.6确定砂石用量

喷射混凝土技术要求灰骨比宜为1∶4～1∶5，根据已经确定的水泥用量确定单位砂、碎石用量。

S=C×(4～5)×S p

G= C×(4～5)-S

式中S——单位砂的用量，kg/m3；

G——单位碎石的用量，kg/m3

C——单位水泥的用量，kg/m3

S p——砂率，%

4.7试拌和调整配合比参数

喷射混凝土掺入速凝剂后瞬间凝固，解决的办法是在速凝剂添加前进行混凝土配合比试拌，按常规方法测量混凝土的坍落度等指标后，再加入速凝剂人工快速翻拌30S，然后装入100×100×100三联试模在振运台上振动60S，作为试块成型的方法。

5、试喷调整配合比参数

采用不同砂率，不同水灰比的配合比进行试喷，在试喷时判定混凝土的用水量是否合适。

5.1单位用水量的调整、选定

5.1.1干法喷射混凝土用水量是通过操作手调整水阀实现的，当喷射混凝土表面干湿不一，出现干斑，喷射物附着性差，施工工作面粉尘多，回弹量大时，应调大水阀，增加单位用水量；当喷射混凝土表面出现流淌，滑移，成块拉裂时，应调小单位用水量；配合比用水量适宜时，混凝土表面平整，湿润均匀，有光泽，无干斑或滑移流动现象。用水量适宜稳定后，在试喷测试区域内做好厚度标志，水表计量用水量，试喷完成后，结合各材料自然含水率，折算成混凝土立方体用水量，即得单位用水量。

5.1.2 湿法喷射混凝土用水量已经通过试拌调整选定。

5.2砂率的调整与确定

试喷时，回弹率的大小是一个重要的指标，回弹率大主要是砂率不合适，应增大砂率，在几种设定的砂率下，通过测定每一种砂率下的回弹率，经比较，最小的回弹率对应的砂率即为最佳砂率。

6、确定最佳配合比

试喷时，按照规范成型大板，做强度试验，以能满足配制强度的水灰比，回弹率最小的砂率，最小水泥用量的配比为最佳配合比。附录：

1、喷大板成型方法

喷大板，模具尺寸为450mm×350 mm×120 mm（长×宽×高），在喷射作业面附近将模具敞开一侧朝下，以80°（与水平面夹角）左右置于墙角，现在模具外边墙上喷射，待操作正常后，将喷头移至模具位置，由下而上，逐层向模具内喷满混凝土，用三角抹刀刮平混凝土表面。

2、回弹率测定方法

喷射混凝土回弹率分为水平喷射回弹率和向上喷射回弹率，一般是在工地现场测试。找一块侧墙或顶面，做好厚度标记，在地下铺上彩条布，然后喷射一定体积或重量的混凝土，将落到地面的混凝土收集并称重，落到地面混凝土重量占总喷射混凝土重量的比例就是喷射混凝土回弹率。