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摘 要：随着科学技术的发展，世界各地的超大型工程正在逐渐地被建造起来。水电工程中有位于山体内的大跨度的地下厂房，公路工程中有穿越崇山的超长型隧道，铁路工程中有依山傍河的永久边坡；这一系列的工程中无论是哪一种都需要用到喷射混凝土进行支护。随着工程技术难度的加大，支护所用的喷射混凝土要求也越来越高，本论文结合巴基斯坦塔贝拉水电站四期扩建工程取水口永久边坡支护工程所用的喷射混凝土进行试验研究，着重探讨C50高强喷射混凝土配合比的试验研究过程。
关键词：高强；喷射混凝土；配合比
塔贝拉水电站位于印度河干流巴基斯坦境内，距离巴基斯坦首都伊斯兰堡约130km。塔贝拉水电站是目前巴基斯坦国内最大的水电站。塔贝拉水电站四期土建扩建工程取水口高边坡支护所用的喷射混凝土设计28天抗压强度为50MPa，喷射混凝土如此之高的抗压强度在国内外工程中都属少见，因此设计出满足要求的混凝土是一项具有挑战性的工作。从技术角度分析，原材料选择、配合比参数确定、现场施工工艺以及现场混凝土的工作性能都将成为此种混凝土配合比设计的关键因素。
1 原材料选择
1.1 水泥
对于高强喷射混凝土，水泥优先选用抗压强度不低于42.5MPa的硅酸盐水泥，在水泥物资较为充沛的地区也可选用52.5MPa的硅酸盐水泥，倘若选用32.5MPa水泥对于配置出C50的喷射混凝土仍然具有一定的难度。
1.2 硅粉
C50高强喷射混凝土还需要掺入适量的硅粉，这样更容易满足抗压强度的要求。对于硅粉的质量要求则需满足二氧化硅含量不低于85%和28天活性指数不低于105%。
1.3 砂石骨料
砂石骨料的级配对喷射混凝土的回弹起决定性作用，C50喷射混凝土胶凝材料用量大更需有效控制回弹量，因此砂石骨料的级配需要在有效包络线内，同时骨料最大粒径也需满足相关规范的要求。
1.4 减水剂
C50高强喷射混凝土需要足够小的氺胶比，因此减水剂必须要很高的减水率，通常可以选用减水率在30%左右的聚羧酸高性能减水剂，减水剂的掺量也尽可能的掺到最大量。
1.5 速凝剂
速凝剂是湿喷混凝土不可缺少的外加剂，对于C50喷射混凝土最好选用不会降低后期强度的无碱速凝剂。
2 混凝土配合比室内试验
与普通混凝土性能试验不同，喷射混凝土性能检测需在施工现场进行，试验工作量大，施工干扰多。为掌握各种因素对混凝土性能影响的规律，简化施工现场试验工作，选择在室内进行不同条件下水泥净浆及胶砂性能试验。结合本工程地理位置和当地建材市场的情况，本次试验采用当地生产的液态无碱速凝剂。
2.1 速凝剂掺量对凝结时间和强度的影响
我国建材行业标准《喷射混凝土用速凝剂》JC477-2005试验条件与实际施工条件有较大区别（比如试验时不掺减水剂等），与欧洲发达国家标准也存在一定差距，不利于无碱速凝剂的使用。为了更有效地反映出速凝剂的真实效果，考虑到试验操作的难易程度、试验结果的可比性以及实际施工中的符合性，液体速凝剂凝结时间与胶砂抗压强度检验按下面的方法进行。
水泥净浆凝结时间和胶砂强度试验方法按我国建材行业标准《喷射混凝土用速凝剂》JC477-2005类似方法进行。其中固定聚羧酸高性能减水剂的掺量为最大掺量。速凝剂掺量对凝结时间和强度影响试验结果如表1。
在给定的条件下，表1试验结果表明：
（1）随着速凝剂掺量增加，水泥净浆凝结时间相应缩短。
（2）速凝剂在3种掺量下水泥胶砂1天抗压强度均大于7.0MPa，符合标准规定的一等品质量要求，28天抗压强度比接近100%。这表明掺无碱速凝剂水泥胶砂早期强度较高，28天强度基本无损失。
2.2 水胶比对水泥净浆凝结时间的影响
试验参照我国建材行业标准《喷射混凝土用速凝剂》JC477-2005类似方法进行。水灰比取值如表2，减水剂掺最大掺量，速凝剂掺适量，即水泥净浆凝结时间满足要求（初凝应不大于5min，终凝应不大于12min）时的最低掺量。
水灰比对凝结时间影响试验结果如表2。
在给定的条件下，表2试验结果表明：
（1）水泥净浆凝结时间受水胶比影响较大，在保证凝结时间适宜的条件下，在水胶比不断增加的背景下，速凝剂掺量也在不断增加。
（2）如果将水胶比控制在合理范围的话，就可以使得速凝剂掺量处于较低的状态。
2.3 室内试拌混凝土试验
根据前面的试验成果，选择不同水灰比，不同硅粉掺量，固定减水剂掺量1.2%，固定速凝剂掺量5%对混凝土进行抗压强度试验。室内抗压强度试验结果如表3。
在给定的条件下，表3试验结果表明：
（1）水灰比越小抗压强度越高，硅粉掺量越大抗压强度越高。
（2）水灰比小于0.33时，水灰比对抗压强度的影响小于硅粉掺量对抗压强度的影响。
2.4 小结
（1）无碱速凝剂28d胶砂强度无损失，甚至稍有增加。
（2）硅粉掺量对胶砂强度影响较大，掺硅粉后胶砂强度明显提高。
（3）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》作为国家标准和规范，其中有明确条款提出：湿喷混凝土的水灰比应该控制在0.42～0.50之间，但是如果水胶比低于0.4的话，就会出现速凝剂掺量不断降低的情况，此时在处理的过程中需要秉持以下原则：其一，保证混凝土运输和喷射工艺的合格性；其二，保证水胶比和速凝剂用量的合理性。
（4）在水灰比低于0.33时提高硅粉掺量比降低水灰比更容易获得较高的抗压强度。
3 C50喷射混凝土配合比现场试验分析
无可厚非，喷射混凝土室内试验结果与现场操作的结果是有很大差异的，因此在进行实际施工工作之前还是需要开展现场试验，由此明确对应的试验参数，才可以指定对应的混凝土配合比方案。笔者结合自己经验，认为在此过程中需要关注以下几个方面的因素：混凝土工作性能；一次可喷厚度；回弹情况；喷射角度；施工表面处理；施工环境等。
混凝土拌合采用强制式60拌合站，混凝土搅拌车运输，CIFA CSS-3喷浆台车现场喷射。一般来讲，喷混凝土设计的厚度应该控制在100mm，由此去推断一次喷层厚度应该控制在50mm的范围，并且以两层的方式来进行喷射。
试验采用室内确定的配合比参数进行拌制混凝土，现场试验结果如表4。
从上述现场试验的结构来看，应该注重以下几个方面：
（1）在室内选定配合比的基础上，混凝土能满足现场喷射工艺的要求，28d抗压强度符合设计要求。
（2）现场施工的最佳喷射角度为垂直于岩面。
4 确定C50喷射混凝土配合比
根据以上的试验成果可以总结为C50高强喷射混凝土配合比的关键技术因素有以下几点：
（1）尽可能地选择优质的原材料，如42.5以上标号的水泥，减水率较高的聚羧酸高性能减水剂，28天不降强的无碱速凝剂等。
（2）混凝土水灰比尽可能的降低至0.35以下，高掺硅粉和减水剂。
（3）砂率要适宜，砂率过大难以满足抗压强度，砂率过小会增加回弹量。
（4）现场施工方法和施工工艺要最佳。
参考文献
[1]王海娜，王科元，金南国.C35、C50自密实混凝土配合比研究[J].混凝土，2010，（7）：104-105.
[2]王博，包立志，胡利俊，等.C50预制箱梁混凝土配合比设计及生产控制[J].21世纪建筑材料，2010，（2）：54-57.
关键词：高强；喷射混凝土；配合比
塔贝拉水电站位于印度河干流巴基斯坦境内，距离巴基斯坦首都伊斯兰堡约130km。塔贝拉水电站是目前巴基斯坦国内最大的水电站。塔贝拉水电站四期土建扩建工程取水口高边坡支护所用的喷射混凝土设计28天抗压强度为50MPa，喷射混凝土如此之高的抗压强度在国内外工程中都属少见，因此设计出满足要求的混凝土是一项具有挑战性的工作。从技术角度分析，原材料选择、配合比参数确定、现场施工工艺以及现场混凝土的工作性能都将成为此种混凝土配合比设计的关键因素。
1 原材料选择
1.1 水泥
对于高强喷射混凝土，水泥优先选用抗压强度不低于42.5MPa的硅酸盐水泥，在水泥物资较为充沛的地区也可选用52.5MPa的硅酸盐水泥，倘若选用32.5MPa水泥对于配置出C50的喷射混凝土仍然具有一定的难度。
1.2 硅粉
C50高强喷射混凝土还需要掺入适量的硅粉，这样更容易满足抗压强度的要求。对于硅粉的质量要求则需满足二氧化硅含量不低于85%和28天活性指数不低于105%。
1.3 砂石骨料
砂石骨料的级配对喷射混凝土的回弹起决定性作用，C50喷射混凝土胶凝材料用量大更需有效控制回弹量，因此砂石骨料的级配需要在有效包络线内，同时骨料最大粒径也需满足相关规范的要求。
1.4 减水剂
C50高强喷射混凝土需要足够小的氺胶比，因此减水剂必须要很高的减水率，通常可以选用减水率在30%左右的聚羧酸高性能减水剂，减水剂的掺量也尽可能的掺到最大量。
1.5 速凝剂
速凝剂是湿喷混凝土不可缺少的外加剂，对于C50喷射混凝土最好选用不会降低后期强度的无碱速凝剂。
2 混凝土配合比室内试验
与普通混凝土性能试验不同，喷射混凝土性能检测需在施工现场进行，试验工作量大，施工干扰多。为掌握各种因素对混凝土性能影响的规律，简化施工现场试验工作，选择在室内进行不同条件下水泥净浆及胶砂性能试验。结合本工程地理位置和当地建材市场的情况，本次试验采用当地生产的液态无碱速凝剂。
2.1 速凝剂掺量对凝结时间和强度的影响
我国建材行业标准《喷射混凝土用速凝剂》JC477-2005试验条件与实际施工条件有较大区别（比如试验时不掺减水剂等），与欧洲发达国家标准也存在一定差距，不利于无碱速凝剂的使用。为了更有效地反映出速凝剂的真实效果，考虑到试验操作的难易程度、试验结果的可比性以及实际施工中的符合性，液体速凝剂凝结时间与胶砂抗压强度检验按下面的方法进行。
水泥净浆凝结时间和胶砂强度试验方法按我国建材行业标准《喷射混凝土用速凝剂》JC477-2005类似方法进行。其中固定聚羧酸高性能减水剂的掺量为最大掺量。速凝剂掺量对凝结时间和强度影响试验结果如表1。
在给定的条件下，表1试验结果表明：
（1）随着速凝剂掺量增加，水泥净浆凝结时间相应缩短。
（2）速凝剂在3种掺量下水泥胶砂1天抗压强度均大于7.0MPa，符合标准规定的一等品质量要求，28天抗压强度比接近100%。这表明掺无碱速凝剂水泥胶砂早期强度较高，28天强度基本无损失。
2.2 水胶比对水泥净浆凝结时间的影响
试验参照我国建材行业标准《喷射混凝土用速凝剂》JC477-2005类似方法进行。水灰比取值如表2，减水剂掺最大掺量，速凝剂掺适量，即水泥净浆凝结时间满足要求（初凝应不大于5min，终凝应不大于12min）时的最低掺量。
水灰比对凝结时间影响试验结果如表2。
在给定的条件下，表2试验结果表明：
（1）水泥净浆凝结时间受水胶比影响较大，在保证凝结时间适宜的条件下，在水胶比不断增加的背景下，速凝剂掺量也在不断增加。
（2）如果将水胶比控制在合理范围的话，就可以使得速凝剂掺量处于较低的状态。
2.3 室内试拌混凝土试验
根据前面的试验成果，选择不同水灰比，不同硅粉掺量，固定减水剂掺量1.2%，固定速凝剂掺量5%对混凝土进行抗压强度试验。室内抗压强度试验结果如表3。
在给定的条件下，表3试验结果表明：
（1）水灰比越小抗压强度越高，硅粉掺量越大抗压强度越高。
（2）水灰比小于0.33时，水灰比对抗压强度的影响小于硅粉掺量对抗压强度的影响。
2.4 小结
（1）无碱速凝剂28d胶砂强度无损失，甚至稍有增加。
（2）硅粉掺量对胶砂强度影响较大，掺硅粉后胶砂强度明显提高。
（3）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》作为国家标准和规范，其中有明确条款提出：湿喷混凝土的水灰比应该控制在0.42～0.50之间，但是如果水胶比低于0.4的话，就会出现速凝剂掺量不断降低的情况，此时在处理的过程中需要秉持以下原则：其一，保证混凝土运输和喷射工艺的合格性；其二，保证水胶比和速凝剂用量的合理性。
（4）在水灰比低于0.33时提高硅粉掺量比降低水灰比更容易获得较高的抗压强度。
3 C50喷射混凝土配合比现场试验分析
无可厚非，喷射混凝土室内试验结果与现场操作的结果是有很大差异的，因此在进行实际施工工作之前还是需要开展现场试验，由此明确对应的试验参数，才可以指定对应的混凝土配合比方案。笔者结合自己经验，认为在此过程中需要关注以下几个方面的因素：混凝土工作性能；一次可喷厚度；回弹情况；喷射角度；施工表面处理；施工环境等。
混凝土拌合采用强制式60拌合站，混凝土搅拌车运输，CIFA CSS-3喷浆台车现场喷射。一般来讲，喷混凝土设计的厚度应该控制在100mm，由此去推断一次喷层厚度应该控制在50mm的范围，并且以两层的方式来进行喷射。
试验采用室内确定的配合比参数进行拌制混凝土，现场试验结果如表4。
从上述现场试验的结构来看，应该注重以下几个方面：
（1）在室内选定配合比的基础上，混凝土能满足现场喷射工艺的要求，28d抗压强度符合设计要求。
（2）现场施工的最佳喷射角度为垂直于岩面。
4 确定C50喷射混凝土配合比
根据以上的试验成果可以总结为C50高强喷射混凝土配合比的关键技术因素有以下几点：
（1）尽可能地选择优质的原材料，如42.5以上标号的水泥，减水率较高的聚羧酸高性能减水剂，28天不降强的无碱速凝剂等。
（2）混凝土水灰比尽可能的降低至0.35以下，高掺硅粉和减水剂。
（3）砂率要适宜，砂率过大难以满足抗压强度，砂率过小会增加回弹量。
（4）现场施工方法和施工工艺要最佳。
参考文献
[1]王海娜，王科元，金南国.C35、C50自密实混凝土配合比研究[J].混凝土，2010，（7）：104-105.
[2]王博，包立志，胡利俊，等.C50预制箱梁混凝土配合比设计及生产控制[J].21世纪建筑材料，2010，（2）：54-57.