陈广明 韩飞 王建旺 武恩瑞

摘要：本研究通过对比试验，分析了石粉含量、无碱速凝剂对高标号喷射混凝土工作性能的影响，获得了机制砂高标号喷射混凝土中无碱速凝剂及石粉合理的掺量，从而在保证机制砂高标号喷射混凝土性能满足要求的前提下，减少机制砂生产过程中多余的石粉排放，减少石粉对环境的污染。

关键词：机制砂;高标号;喷射混凝土;配合比

引言

喷射混凝土是指用喷射法施工的混凝土，分为“干喷”和“湿喷”两种施工法，由于“干喷”法对环境影响比较大，现在施工中大多采用“湿喷”法。伴随着国家基础建设的高速发展与对日益减少的河砂资源的保护，机制砂喷射混凝土的应用越来越广泛，隧道内用“湿喷”法混凝土主要起到早期支护作用。高标号喷射混凝土是指标号大于等于C40的喷射混凝土，已有研究表明机制砂中的石粉对高标号喷射混凝土性能有着有利的影响，基于此，本研究主要通过对比试验来研究机制砂高标号喷射混凝土中无碱速凝剂及石粉合理的掺量。

1 实验用原材料

（1）水泥：湖北三峡P.O52.5水泥。水泥性能：抗折强度3d为6.1MPa、28d为9.4MPa;抗压强度3d为31.5MPa、28d为57.6MPa;细度为3.2%;初凝时间为155min、终凝时间197min;标稠用水量28.3%。

（2）减水剂：山西山大合盛新材料股份有限公司高性能减水剂，型号HS-1。减水剂性能：减水率为26%，含固量为20.1%，pH为5.4，密度为1.04g/cm3，压力泌水率比为40%，1h坍落度经时变化量30mm。

（3）无碱速凝剂：山西山大合盛新材料股份有限公司高性能减水剂，型号HS-YS。速凝剂性能：含固量为40.4%，pH为5.7，密度为1.42g/cm3，初凝时间为3min20s、终凝时间6min30s;1d抗压强度为7.5MPa;28d抗压强度比为94%;90d抗压强度保留率为112%。

（4）碎石：石灰岩5～10mm连续集配，压碎值8.0%，含泥量0.8%，泥块含量0。

（5）机制砂：水洗中砂，细度模数2.9，2区，含泥量0.4%，石粉含量4%。

（6）石粉：上述机制砂磨细。

2 性能试验及分析

为实现试验目标，符合喷射混凝土的各项性能指标要求，设计了以下C40机制砂喷射混凝土的试验，具体配合比及坍落度试验如表1。

2.1 石粉含量对高标号喷射混凝土工作性能的影响

由表1中S1-S4看出，随着砂子中石粉含量占比的增加，高标号喷射混凝土坍落度逐渐变大且混凝土的坍落度损失逐渐变小;由表1中S4-S6看出，随着砂子中石粉含量占比的增加，高标号喷射混凝土坍落度逐渐变小且混凝土的坍落度损失逐渐变大。在试验过程中，随着砂子中石粉含量的增加，高标号喷射混凝土的保水性和粘聚性变好，但砂子中石粉含量超过10%，高标号喷射混凝土所需用水量增大，对高标号喷射混凝土的施工造成很大的影响。

2.2 无碱速凝剂对机制砂高标号喷射混凝土力学性能的影响

由于速凝剂对喷射混凝土有很大的作用，既要保证喷射混凝土的强度又要保证喷射混凝土的密实性和工作性，因此，本试验进行了不同无碱速凝剂掺量的条件下机制砂石粉含量在10%的条件下高标号喷射混凝土（表1中编号S4、S7-S11）力学性能的研究，经考察S4号混凝土28d抗压强度为48MPa;S7号混凝土1d抗压强度为6.7MPa，28d抗压强度为30.7MPa;S8号混凝土1d抗压强度为8.5MPa，28d抗压强度为38.5MPa;S9号混凝土1d抗压强度为11.7MPa，28d抗压强度为45.4MPa;S10号混凝土1d抗压强度为9.3MPa，28d抗压强度为40.1MPa;S11号混凝土1d抗压强度为7.2MPa，28d抗压强度为32.8MPa。

由S4、S7、S8、S9号混凝土试验结果可以看出，随着无碱速凝剂掺量的增加，C40机制砂喷射混凝土的1d强度和28d强度都在逐渐增加，其主要原因是随着无碱速凝剂掺量的增加，C40机制砂喷射混凝土的凝结时间变短，因此其强度逐渐增加;由S9、S10、S11号混凝土试验结果可以看出，随着无碱速凝剂掺量的增加，C40机制砂喷射混凝土的1d强度和28d强度又逐渐减小，其主要原因是随着无碱速凝剂掺量的增加，C40机制砂喷射混凝土的凝结时间变短，其密实度逐渐减小，因此其强度逐渐减小。

3 结论

本研究分析探讨了石粉含量、无碱速凝剂对高标号喷射混凝土工作性能的影响，获得了机制砂高标号喷射混凝土中无碱速凝剂及石粉合理的掺量，从而使得施工中使用的机制砂高标号喷射混凝土在性能滿足要求的前提下也减少机制砂生产过程中多余的石粉排放，减少石粉对环境的污染，更加符合我国建筑建材行业未来的发展方向。

参考文献

[1]周钢锋.隧道施工中减小喷射混凝土回弹率控制技术探讨[J].商品与质量，2019（19）：170.

[2]赵明亮，黄赟，费洗非，等.石屑对混凝土工作性及强度的影响试验研究[J].混凝土与水泥制品，2019（7）：4-8.