喷射混凝土的配合比设计方法和技术要求不同于普通混凝土,它具有自身的工艺特点.其配合比一般采用经验公式和图表计算确定。其方法和步骤如下:
1.选择粗集料的 大粒径
粗集料的 大粒径Dmax不得大于喷射系统输料管道 小断面直径的1/3~2/5;亦不宜超过一次喷射厚度的1/3。
目前国内外大多数国家趋向于15mm粒径作为喷射混凝土粗集料的 大粒径。喷射混凝土的粗集料,一般来说卵(砾)石、碎石均可,但以选用卵(砾)石为优。
2.确定砂率
砂率按下式计算:
Sp=140.63Dmax-0.3447
式中:Sp——砂率(%);
Dmax—粗集料的 大粒径(mm)。
砂粒粗时,砂率可以偏大;砂粒细时,砂率应当偏低。喷拱肩及拱顶部位宜选择较大的砂率。
3.选择水泥用量
因系地下硐室和隧道喷射混凝土工程,一般采用325号和425号普通硅酸盐水泥。
(1)水泥标号检验
水泥标号检验按下式计算:
RS=A(1.44Rb—20.4)>Ryc
式中:RS—喷射混凝土实际达到的强度等级(MPa);
A—检验调整系数,见表3-6-26;
Rb—水泥标号(MPa);
Ryc—喷射混凝土设计强度等级(MPa);
若RS>Rb则水泥标号满足设计要求;
若RS<Rb则水泥标号不能满足设计要求。
(2)计算水泥用量
水泥用量按下式计算:
C0=782.4 Dmax-0.2377·B
式中:C0—水泥用量;
B—检验调整系数,当用425号水泥,则B=1;当用325号水泥,则B=1.12。
4.选择速凝剂及其用量
速凝剂用量一般为水泥重量的2%~4%。喷边墙可掺水泥重量的2%~3%,喷拱顶可掺水泥重量的3%~4%。
速凝剂用量按下式计算:
Q0=△g×C0
式中:Q0—速凝剂用量;
△g—速凝剂占水泥用量的百分比%;
CO-水泥用量。
5.确定水灰比及其用水量
水灰比按下式计算:
W/C=0.45Sp+0.2475
式中:W/C—水灰比;
Sp—砂率(%)。
用水量按下式计算:
W0=W/C·C0
6.计算砂、石用量
砂、石占用体积
VS+G=1000—[(W0/ρW+C0/ρC+Q0/ρq)+10·α]
砂用量 S0=VS+G·SP·ρS
卵石用量 G0=VS+G·(1—SP)·ρq
7.初步配合比
水泥:砂:卵石:速凝剂:水
=C0:S0:G0:Q0:W0
=1:S0/ C0:G0/ C0:Q0/ C0:W0/ C0
8.试配和调整
在使用速凝剂前,应做与水泥的相容性试验及水泥净浆凝结效果试验,初凝不应大于5分钟,终凝不应大于10分钟;
9.施工配合比
(1)确定实喷率:
实喷率按下式计算:
P=0.637×1.2018 SP·M
式中:P—实喷率;
SP—砂率;
M—施工技术控制系数
(2)确定回弹率:
设1:S´0:G´0:Q´0:W0´—喷射混凝土初步配合比;
W/C—水灰比;
K—回弹率;
γ?g—1m3干拌和物容重;
γz—实喷混凝土容重;
因为 P=(1—K)·(1+1/1+S´0+G´0+Q´0×W/C)·γz/γz
所以 K=[1—P/(1+1/1+S´0+G´0+Q´0×W/C)×γz/γz´]×100% (3-6-35)
(3)每立方米干拌和物喷射面积:
每立方米干拌和物喷射面积按下式计算:
S=P/d
式中:S—1m3干拌和物喷射面积(m2);
P—实喷率;
d—平均喷射厚度(m)。
(4)每喷成1m3混凝土材料:
水泥[C0]= γz/P(1+S´0+G´0+Q´0)×[1+1/1+S´0+G´0+Q´0×(W/C)]
砂:[S0]= [S´0]·[C0]
卵石:[G0]= G´0·[C0]
速凝剂:[Q0]= Q´0·[C0]
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