供完混凝土不给钱?陈年旧账怎么办? 专业建材欠款法律催收,和解调解快速回款! “零风险、全垫资;先服务、后付款” 全国领军建材行业法律服务机构:旷真法律集团 微信同号 李文霞1,2,朱凯2,3 (1郑州工业应用技术学院,河南新郑4511506;2武汉大学武汉大学土木建筑工程学院,湖北武汉430072;3.河南城建学院土木工程学院,河南平顶山467036) 摘要:喷射混凝土干喷施工粉尘大、回弹率大逐步淘汰。为了制备湿喷混凝土,研究了引气剂、粉煤灰和砂率对混凝土塌落度、含气量和表观密度等性能的影响,对湿喷混凝土进行一次喷射厚度和回弹率试验,并对硬化后喷射混凝土进行抗压强度测试。研究表明,引气剂可以显著增大混凝土含气量和流动性,粉煤灰对混凝土引气具有降低作用,砂率对混凝土工作性影响显著。研究制得满足湿喷法施工的C30喷射混凝土,且粉尘小,回弹少。 关键词:喷射混凝土;引气剂;回弹;速凝剂 喷射混凝土广泛应用于矿山、竖井平巷、交通隧道、水工涵洞等地下建筑物和混凝土支护或喷锚支护[1~3];地下水池、油罐、大型管道的抗渗混凝土施工;各种工业炉衬的快速修补;混凝土构筑物的浇筑与修补等[4,5]。目前工程应用中喷射混凝土主要以干喷法施工为主,这种施工方式具有高密实、易操作、能远距离和高空输送的特点,但其缺点同样明显,施工粉尘较大,回弹率较高[6]。干喷作业产生的粉尘危害工人健康,尤其是巷道工程中粉尘污染更为严重[7]。湿喷法是一种针对干喷存在的缺点发展起来的一种喷射混凝土新工艺。湿喷混凝土粉尘、回弹量较低,施工环境改善,水灰比能准确控制[8]。 普通喷射混凝土主要利用减水剂来提高混凝土的流动性,再利用速凝剂来提高喷射的一次喷射厚度,降低回弹率,然而速凝剂的使用存在成本高、掺量大并且影响后期质量的问题。本研究利用通过向喷射混凝土中引入适量气体以提高其工作性,并且能够在不用或者少用速凝剂的情况下达到喷射混凝土的要求。 ` 1.原材料及试验方法 1.1试验原材料 P·普通硅酸盐水泥由武汉华新水泥有限公司生产;Ⅱ级粉煤灰来自武汉阳逻电厂。 长江中砂,细度模数2.67,含泥量0.8%;武汉碎石,5~20mm连续级配。 减水剂:聚羧酸减水剂,减水率20%; 引气剂:十二烷基磺酸钠(K12),无色液体,固含量36%; 速凝剂:市售。 1.2试验方法 混凝土塌落度、表观密度和含气量测试参照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080-2002进行;混凝土抗压强度试块参照《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001制备,抗压强度测试参照《普通混凝土力学性能实验方法》GB/T50081-2002进行; 2结果与讨论 2.1组成组分对喷射混凝土拌合物性能的影响 2.1.1引气剂 研究不同引气剂掺量对喷射混凝土拌合物性能的影响,混凝土配合比如表1所示,混凝土拌合物性能示与图1~3。 如图1~3所示,随着引气剂掺量的增加,混凝土的塌落度和含气量逐渐增大,表观密度逐渐降低。经时60min后,混凝土塌落度、表观密度和含量量都较初始有一定的下降。当引气剂掺量小于0.02%时,随着引气剂掺量的增加,混凝土拌合物性能改变明显,而引气剂掺量大于0.02%后,随着引气剂掺量的增加,混凝土拌合物性能变化趋于平缓,并且引气剂掺量大于0.02%后,混凝土的塌落度和含量经时损失明显增大,尤其塌落度经时损失。 掺入引气剂后,混凝土在搅拌过程中引入大量稳定密闭的微小气泡,这些气泡的引入增大了混凝土体系中浆体的总量,浆体对骨料包裹能力更强,因此混凝土流动性增大;再者大量微小密闭的气泡具有“滚珠”作用,进一步增加了混凝土的塌落度。大量气泡的引入增大了混凝土的含气量,使其表观密度降低。随着时间的推移,许多微小气泡兼并形成大泡破裂或者上浮消失,从而使得混凝土拌合物的性能有了改变。 2.1.2粉煤灰 研究不同粉煤灰掺量对喷射混凝土拌合物性能的影响,混凝土配合比如表2所示,混凝土拌合物性能示与图4~6。 表2不同粉煤灰掺量喷射混凝土配合比 如图4~6所示,随着粉煤灰掺量的增大,喷射混凝土的塌落度逐渐减小,含气量逐渐降低,表观密度逐渐增大。粉煤灰掺入后,混凝土的塌落度、含气量及表观密度经时变化都比较大,分别约为35%、20%和12%,混凝土工作性明显降低。这可能是由以下几方面原因引起的:粉煤灰与引气剂的相容性差,造成引气剂效果降低,使得混凝土工作性变差,表观密度增大[9];粉煤灰掺入后,粉煤灰分散于水泥颗粒中,降低了水泥浆体的稠度,使得气泡稳定性降低;粉煤灰中存在煅烧不完全的颗粒对引气剂产生了吸附作用,降低了混凝土中引气剂有效含量[10]。粉煤灰虽然可以减少水泥用量降低成本,明显改善普通混凝土的工作性和耐久性[11,12],但却明显影响引气混凝土拌合物性能,降低混凝土流动性与含气量,使其表观密度明显增大。因此,高含气量湿喷混凝土要控制粉煤灰用量不宜过高。 2.1.2砂率 喷射混凝土不同与普通混凝土,其砂率一般较高,超过50%[13,14]。研究不同砂率对喷射混凝土拌合物性能的影响,混凝土配合比如表3所示,混凝土拌合物性能示与图7~9。 如图7~9所示,随着砂率的逐渐增大,混凝土的塌落度逐渐增大和含气量逐渐增加,表观密度逐渐降低。混凝土的塌落度、表观密度和含气量经时变化也随着砂率的增加而增大。骨料本身对引气没有很大影响,但粗骨料会影响混凝土拌合物的干硬度,从而间接影响气泡形成[15]。粗骨料的增加使得混凝土的浆体量相对减少,而气泡主要存在于浆体中[16]。所以混凝土中含气量随着砂率的增加而增大。混凝土中含气量增大,由于气泡的“滚珠”作用,使得混凝土塌落度逐渐增大。含气量的增大同时使得混凝土表观密度降低。 2.2高引气喷射混凝土喷射性能 通过改变组成组分,调整喷射混凝土拌合物的性能。本部分试验研究喷射混凝土的喷射性能。喷射混凝土配合比如表4所示,试验结果如图10~12所示。 如图10所示,掺入引气剂后(CA、CAF),混凝土的含气量明显增大,而粉煤灰的掺入对普通混凝土及引气混凝土含气量的影响规律不同,普通混凝土(C、CF)掺入粉煤灰后含气量增大,引气混凝土(CA、CAF)掺入粉煤灰后,含气量明显减小。普通混凝土喷射前与喷射后含气量变化不大,而引气混凝土喷射前与喷射后含气量明显减小,四组不同配比喷射混凝土喷射后含气量相差不大,保持在5%~6%之间。引气喷射混凝土在喷射前后含气量显著变化是由于混凝土在喷出喷嘴后,由于压力突然降低气泡破裂,再者在混凝土喷到受喷面后,由于撞击作用又使得部分气泡从混凝土破裂。因此,四组混凝土喷射后含气量基本相同。 如图11所示,掺入粉煤灰后(CF、CAF),混凝土一次喷射厚度略有增长,但变化不大。这是因为掺入粉煤灰后混凝土表观密度小,同等质量情况下,混凝土厚度大。加入速凝剂的情况下,普通喷射混凝土的喷射厚度较大,可以达到220mm(CA),未掺速凝剂的引气喷射混凝土虽然喷射厚度有所降低,但也达到了180mm(CAF),满足工程及规范要求。 如图12所示,引气喷射混凝土在未掺速凝剂的情况下,回弹率最低达到12%,较普通喷射混凝土明显降低。这主要是因为高引气喷射混凝土并未使用速凝剂,初始喷射的混凝土没有快速的硬化,可以作为后续喷射的软垫层,有利于增大喷射混凝土的贯入深度,缓释粗果料的冲击能量,降低了回弹的能量;同时,高引气喷射混凝土喷射后,气泡大量溢出,那么混凝土的流动性降低,后续喷射混凝土对冲击骨料颗粒的粘附力增大,骨料颗粒贯入深度增大,接触面积增大,使骨料脱离混凝土混凝粘附作用所需的能量增大。 2.3高引气喷射混凝抗压强度 对喷射硬化后混凝土进行切割取样,测试其抗压强度,实验结果如图13所示。 如图13所示,普通喷射混凝土(C、CF)喷射组与为未喷射组1d和28d强度相差不大,引气喷射混凝土(CA、CAF)喷射组与未喷射组差别较大,且未喷射组混凝土由于含气量大,1d强度很低,未进行测试。掺速凝剂组混凝土早期(1d)强度较未掺组提高,这事由于速凝剂加速了水泥水化,提高了混凝土早期强度。引气喷射混凝土28d强度较普通喷射混凝土有一定降低,但都满足C30强度等级。引气混凝土喷射组与未喷射组强度有较大差距,这是由于两组混凝土含气量具有明显不同造成的。 高引气喷射混凝土可以进行湿喷施工,且在未掺加速凝剂的情况下,喷射厚度可达到180mm,且满足C30强度等级要求。由于未掺入速凝剂,混凝土的后期强度及耐久性都有了很好的保证,且可以节省成本,降低粉尘和回弹。 3结论 (1)引气剂的掺入,显著增大喷射混凝土含气量及工作性;粉煤灰的掺入对喷射混凝土工作性及含气量具有不利影响;砂率的提高可以增大喷射混凝土的大落度和含气量。 (2)高引气喷射混凝土可以进行湿喷施工,在未掺速凝剂的情况下,一次喷射厚度达到180mm,回弹率仅为12%。 (3)研究制得强度等级为C30的喷射混凝土,粉尘少、回弹小,且后期强度及耐久性有保证。 参考文献 [1]LEUNGCKY,ASCEM,reinforcedshotcrete[J].CementandConcreteResearch,2006,(36)740-748. [2]SONM,[J].TunnellingandUndergroundSpaceTechnology,2007,(22):1-9. [3]LIUHY,SMALLJC,ssingtunnels[J].ComputersandGeotechnics,2009,(36):880-894. [4]TRANVNG,BERNARDES,[J].JournalofEngineeringMechanics,2005,131(5):512-611. [5]CHENSH,FUCH,edboltsandshotcretelining[J].InternationalJournalofRockMechanicsMiningSciences,2009,(46):19-30. [6]朱广兵.喷射混凝土研究进展[J].混凝土,2011,(4):105-109. [7]王红喜,陈友治,丁庆军.喷射混凝土的现状和发展[J].岩土工程技术,2004,18(1):51-54. [8]何文敏,薛邵龙,陈拴发,关博文.基于工作性的湿喷射混凝土配合比设计[J].混凝土,2014,(10):138-140. [9]王述银,郭文康,覃理利.粉煤灰与外加剂的适应性试验研究[J].混凝土,2012,(6):68-73. [10]袁润章.胶凝材料学[M].武汉:武汉工业大学出版社,1996. [11]邢世海.超掺粉煤灰混凝土耐久性研究与应用[J].混凝土,2004,(7):48-49,57. [12]蒋林华,刘振清,叶义群.大掺量Ⅲ级粉煤灰混凝土耐久性研究[J].建筑材料学报,2004,7(3):328-331. [13]卢照辉.喷射混凝土配合比设计[J].混凝土,2002,(10):53-54,57. [14]王剑波.湿式高强度喷射混凝土材料配比和制备工艺研究[J].混凝土,1994,(5):23-28,33. [15]朱落蓉,昊学礼,黄士元.混凝土中气泡体系形成及稳定性的影响因素[J].混凝土,1999,(2):13-16. [16]李兴翠,邓德华,何富强.混凝土中含气量影响因素的研究[J].低温建筑技术,2008,(1):17-19.