機(jī)制砂應(yīng)用于隧道噴射混凝土的研究

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1、機(jī)制砂應(yīng)用于隧道噴射混凝土的研究通過(guò)對(duì)機(jī)制砂原材料的特點(diǎn)分析，結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行多次機(jī)制砂配合比的調(diào)整及試噴，研究了砼配合比中機(jī)制砂及其它材料參數(shù)變動(dòng)對(duì)噴射砼的影響，最終獲得符合施工要求的機(jī)制砂噴射砼施工配合比。并針對(duì)機(jī)制砂噴射砼的具體施工特性，采取了相應(yīng)的技術(shù)施工措施，確保噴射砼的質(zhì)量、降低了施工成本。關(guān)鍵詞：機(jī)制砂，噴射砼，配合比，質(zhì)量，影響，控制措施0.前言　　機(jī)制砂又叫人工砂，是巖石經(jīng)除土開(kāi)采、機(jī)械破碎、篩分而成的，公稱粒徑小于5mm的巖石顆粒。　　目前全國(guó)基礎(chǔ)建筑每年用砂需求迅猛增長(zhǎng)，天然砂作為一種不能再生的資源，在不少地區(qū)已近枯竭，各種禁采政策更是使得天然砂供應(yīng)量日趨緊張，砂的

2、價(jià)格也是越來(lái)越高，甚至在高峰時(shí)還無(wú)砂可用。且天然砂的生產(chǎn)具有很強(qiáng)區(qū)域性質(zhì)，各地分布不均勻，過(guò)遠(yuǎn)運(yùn)距大幅增加工程成本，嚴(yán)重影響了工程建設(shè)的進(jìn)展和可持續(xù)發(fā)展?！　∮捎谔烊簧百Y源短缺，價(jià)格上漲，在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使下，我國(guó)很多地區(qū)出現(xiàn)濫采亂開(kāi)的現(xiàn)象，對(duì)自然生態(tài)環(huán)境造成了極大破壞。因此尋求天然砂的替代品成為當(dāng)務(wù)之急，顯然機(jī)制砂是主要考慮方向?！　?.工程簡(jiǎn)介　　新建德保至靖西鐵路全線14座隧道全長(zhǎng)11133m，進(jìn)行隧道支護(hù)噴射砼用砂量達(dá)7萬(wàn)m3，但當(dāng)?shù)靥烊簧叭狈?，需由外地遠(yuǎn)運(yùn)?？紤]到本工程隧道挖掘量巨大，圍巖均為石灰?guī)r，可使用隧道挖掘的棄碴制作機(jī)制砂代替噴射砼的天然砂，不僅起到降低成本，減少隧道棄方

3、占用土地的面積，且間接地減少了使用天然砂而對(duì)產(chǎn)砂地的環(huán)境破壞，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?！　≡谝酝┕ぶ?，機(jī)制砂主要評(píng)用作附屬結(jié)構(gòu)物砌筑砂漿中。對(duì)于把機(jī)制砂替代天然砂應(yīng)用于隧道支護(hù)的噴射砼中沒(méi)有很多可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。因此，我們針對(duì)本項(xiàng)目中所用機(jī)制砂的具體特點(diǎn)，進(jìn)行了機(jī)制砂配制隧道噴射砼的試驗(yàn)研究，分析了各種材料參數(shù)的變動(dòng)對(duì)噴射砼技術(shù)性能的影響，以獲得最佳施工配合比及相應(yīng)的質(zhì)量控制技術(shù)措施?！　C(jī)制砂顆粒粗糙尖銳、多棱角、細(xì)度模數(shù)較大，且含有石粉，這些特點(diǎn)對(duì)機(jī)制砂應(yīng)用于噴射砼性能有什么影響，怎樣的配合比是最宜適的成為施工中需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。　　2.機(jī)制砂的性能　　2.1機(jī)制砂物理性能　

4、　本線路共設(shè)有三個(gè)大型的機(jī)制砂生產(chǎn)石場(chǎng)，為了便于質(zhì)量控制，確保級(jí)配的穩(wěn)定和統(tǒng)一，三家石場(chǎng)均用同樣的加工設(shè)備和加工工藝，并調(diào)試為最佳生產(chǎn)狀況。在正常生產(chǎn)情況下機(jī)制砂的篩分試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。表1機(jī)制砂篩分表　　機(jī)制砂顆粒試驗(yàn)結(jié)果表明機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)為3.03～3.26，均屬于Ⅰ區(qū)粗砂，石粉含量較多。但小于規(guī)范或指南規(guī)定的，配制強(qiáng)度等級(jí)等于或小于C30砼時(shí)石粉最大允許含量15%。　　2.2機(jī)制砂與天然砂的差異　　人工干預(yù)天然砂生產(chǎn)質(zhì)量的難度及成本較大，大部分天然砂都就采就用，故天然砂級(jí)配不穩(wěn)定。但機(jī)制砂采用了專門的制砂設(shè)備，制砂的石料資源質(zhì)量也是很穩(wěn)定，且生產(chǎn)加工的設(shè)備和工藝是可以調(diào)整和改進(jìn)的，從

5、能夠確保機(jī)制砂級(jí)配穩(wěn)定，在這一方面人工砂于天然砂有著本質(zhì)的區(qū)別?！　‰m然機(jī)制砂級(jí)配較為穩(wěn)定，但因采用的生產(chǎn)設(shè)備及工藝的限制，其顆粒級(jí)配比較差，粒徑分布不均勻，從篩分結(jié)果看來(lái)，大于2.5mm和小于0.08mm的顆粒要明顯比天然砂多，0.15～0.30mm粒徑偏少，且石粉含量較大，一般在5～20%。機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)也偏粗，普遍位于Ⅰ區(qū)粗砂范圍內(nèi)，使得砼的和易性差?！　∨c天然河砂相比機(jī)制砂的棱角性好，沒(méi)有河砂圓潤(rùn)，空隙率也較大，含有石粉。由于機(jī)制砂的棱角性和石粉的存在，同體積的機(jī)制砂有比河砂大的表面積。與水泥漿的粘結(jié)力較強(qiáng)，流動(dòng)度較小。同級(jí)配比中，使用機(jī)制砂比使用河砂需水量稍多，和易性不如河砂

6、拌制的砼，也較容易泌水?！　?.機(jī)制砂噴射砼試配、試噴　　為了確保隧道機(jī)制砂噴射砼的質(zhì)量，根據(jù)噴射砼的設(shè)計(jì)要求和所使用機(jī)制砂的特性，并結(jié)合砼中其它材料的性能特點(diǎn)進(jìn)行配合比的試配和試噴，試驗(yàn)配合比見(jiàn)表2。　　水泥為右江牌425級(jí)普通硅酸鹽水泥，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求；采用與機(jī)制砂同母材的合格碎石；速凝劑采用XF速凝劑，性能符合《噴射砼用速凝劑》JC477-2005要求，初凝≤5min，終凝≤10min。表2機(jī)制砂噴射砼試噴配合比　　按以上配合比進(jìn)行了試噴，發(fā)現(xiàn)噴射砼表面干濕不一，出現(xiàn)少量干斑，噴射物附著性較差，回彈率較大，達(dá)到26%，結(jié)果說(shuō)明用水量過(guò)少，砼松散，砼粘聚性較差，配合

7、比中各參數(shù)不合理。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)容易堵管的問(wèn)題?！　?.配合比的調(diào)整　　針對(duì)試噴出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)一步分析機(jī)制砂的特性，并改變配合比各參數(shù)觀察對(duì)砼回彈率、強(qiáng)度等的影響規(guī)律，以便最終能根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合分析，對(duì)配合比再調(diào)整、試驗(yàn)，以獲取最佳的機(jī)制砂噴射砼配合比?！　。?）砂率對(duì)噴射砼的影響　　機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)超過(guò)3.0，為Ⅰ區(qū)粗砂，因此采用與天然河砂相似的砂率時(shí)，不能起到天然河砂的砂漿潤(rùn)滑作用和砂對(duì)粗集料間隙的填充作用，從而使用砼回彈率大，需