C20喷射砼和普通C20砼的对比
发布时间：2012-04-20 17:01:45更新时间：2012-04-20 17:02:31
1
摘要：C20喷射砼和普通C20砼有着很大的区别，无论是在配合比，还是抗压强度方面都各有不相同，本文将分析Sika-PM500PC型砼喷射机组试喷方案，进而将C20喷射砼和普通C20砼进行对比，体现出C20喷射砼抗压强度方面。
关键词：试喷 配合比 区别
Abstract: C20 injection and ordinary concrete C20 concrete has the very big difference, whether in proportion, or compressive strength each has different aspects, this paper will analyze Sika-PM500PC type concrete injection unit try spraying scheme, then will C20 jet concrete and ordinary concrete C20 comparison, manifests the C20 jet concrete compressive strength.
Keywords: try spraying mix difference
中图分类号：U415.6 文献标识码：A 文章编号：
一.Sika-PM500PC型砼喷射机组试喷专项方案
1.基本思路
为了在最短的时间内掌握Sika-PM500PC型砼喷射机组的工作原理、机械性能、操作流程、施工要领和注意事项，计划从工作计划、人员配置、材料准备、机械配套、试喷方法和试喷结果分析等各方面入手，通过组织这次Sika-PM500PC型砼喷射机组试喷，达到培养懂机械操作、维修和保养的熟练操作手、锻炼能控制湿喷施工现场的施工员、培养科研攻关的技术人员等预期目标，并为公司今后隧道砼湿喷工艺积累施工经验、技术参数和控制指标。
2.试喷工作计划
时间安排：2010.2.1
统一思想明确参与人员各自在试喷中的岗位职责，所从事的具体工作，使大家相互配合、分工合作，一切行动听指挥。集思广义共同探讨试喷方案中考虑不周到的地方，并进行完善。
1）.清水试喷
时间安排：2010.2.2～2010.2.3
①.供应商的主操作手讲解砼喷射机组的工作原理、机械性能和操作流程、施工要领和注意事项等。
②.由机长组织，进行清水试喷，喷射地点：石鼓右线隧道深圳端洞口段前的路基左侧边坡（已植草皮），桩号为YK36+340～370。
③.机长安排其它配合人员的工作任务，做好试喷前机组的调试工作。
2）.试喷砼
时间安排：2010.2.4～2010.2.5
喷射地点：石鼓右线隧道的小净距Ⅳ级围岩的4米共2循环初期支护。
在机长组织下，按照方案预定的试验方法进行试喷，安全员做好相关的安全防范措施，试验员做好数据的收集工作，施工员做好施工现场的协调工作。
3.试喷的准备工作
1）.材料准备
①.粗集料：4.75～9.5mm瓜米石，由负责人A落实，做好筛分、含水量等相关试验。
②.细集料：中粗砂（细度模数取2.6～2.9），由负责人A落实，做好筛分、含水量等相关试验。
③.液态速凝剂：初凝时间不超过5分钟，数量1吨，由负责人C联系厂家，在2010.2.2前进场，由负责人A负责液态速凝剂外委检测事宜。
④.水泥：英马牌P.O42.5R水泥，数量16吨，由负责人B落实。
2）.机械配套
①.湿喷料搅拌站1套（含500L型搅拌机1台、配料机1台、60T水泥罐1个），由负责人D落实。
②.砼运输车（8m3）2台，由负责人D落实。
3）其它准备工作
①.试验室配合比，取水泥用量分别为350kg、370kg、390kg和410kg四种配合比，并根据含水量转化为施工配合比，由负责人A配制与计算。
②.已标定的磅秤1台，称量回弹料，由负责人A落实。
③.风：外供风紧跟掌子面，并预留6.7cm的接口，风压必须符合机组要求（0.3MPa以上），由负责人D落实。
④.水：水源必须清洁，紧跟掌子面，由负责人D落实。
⑤.电：电压必须满足380伏以上，由负责人D落实。
4.试喷方法
1）试喷区域划分
小净距Ⅳ级围岩每一循环初支为2米，以隧道中心线为分界点分为左右两半幅，试喷两循环共四个半幅区域，每半幅做一种配合比的试喷试验，便于回弹料的收集、称量和砼试喷实体强度数据的采集。
2）喷砼强度试块
①.喷大板切割法：施工现场，将砼喷射在45cm×35cm×12cm的模型内，达到一定强度后，加工成10cm×10cm×10cm的立方体试块，标准条件下养护28天进行试验。
②.凿方切割法：在具有一定强度的支护上，取出长约35cm、宽约15cm的砼块，加工成10cm×10cm×10cm的立方体试块，标准条件下养护28天进行试验。与喷大板切割法进行强度试验对比。
3）回弹量数据采集和施工效率数据采集
①.将每半幅区域划分为拱顶和边墙两个部分，在地上铺上彩条布，分别称量其回弹料，与该部分的喷射总量对比，计算回弹量。
②.收集机组每次喷射的准备工作时间、正常工作时间、收尾工作时间，从而计算正常喷射的工作效率为每小时多少立方，每种围岩每循环喷射砼需要多长时间。
5.试喷结果分析
1）施工效率
与潮喷对比分析，比较两种喷射工艺的效率差距。
2）喷砼强度
①.湿喷工艺，同一配合比的试验与实体强度对比分析。
②.同一水泥用量，潮喷与湿喷的试验强度对比分析。
3）回弹量
不同配合比的喷射砼拱顶和边墙的回弹量对比分析。
4）外观质量
不同配合比的喷射砼外观质量对比分析。
5）最优的配合比的选择
通过喷砼强度、回弹量和外观质量的比较分析，选择最优的湿喷砼配合比。在符合质量要求的前提下，最大限度地降低水泥用量，节约成本，为公司创造长久的经济效益，并为今后隧道湿喷砼施工提供参考。
6.具体实施方案的调整
经过与供应商主操作手的几次会议切磋和交流，并同石鼓隧道施工现场的实际情况比对，发现《Sika-PM500PC型砼喷射机组试喷专项方案》的一次性实施存在一定的困难，且工作量太大，计划分四步完成：
第一步：在2010.2.4完成三组配合比的C20喷射砼试块制作。
第二步：在砼试块28天强度出来后，取两组较优配合比，分别进行边墙、拱顶的回弹率比对。
第三步：通过对水泥、液态速凝剂、回弹率、中砂和刮米石等喷砼总体成本的比对，选择最优配合比，并广泛付诸实施。
第四步：实施方案的延伸，进行配合比的进一步优化。计划掺入粉煤灰降低水泥用量，增加喷砼的可泵性、和易性、流动性；掺入减水剂降低水灰比，提高砼后期强度。
二.C20喷射砼和普通C20砼的配合比不同
根据目前规范的现状，隧道方面的规范远远滞后于建筑、路桥方面的规范。在实际应用过程中，隧道初支C20喷射砼和普通C20砼的抗压强度是不一样的。理由如下：
1.普通C20砼配合比设计步骤与计算，参考《路桥施工计算手册》P254~257或《普通砼配合比设计规程》。
1）确定砼试配强度Rh=RD+1.645Ϭ0
2）计算水灰比
2.喷射砼配合比设计，喷射砼试配强度，凭经验增加相应的富余强度。
1）胶骨比，水泥用量超过400kg/m3，对强度提高不大。
2）砂率，选45～55%
3）水灰比0.4～0.5
4）速凝剂2～4%。
因而，C20喷射砼直接套用普通C20砼配合比的设计步骤与计算公式肯定是不对的。
三.C20喷射砼与普通C20砼抗压强度相比差别大
1.C20喷射砼中掺入速凝剂
混凝土掺速凝剂后可增快早期强度，但会降低后期强度，掺量愈多，早期强度增长愈快，而后期强度损失也愈大。掺量为2%～4%，则R28强度降低30%～40%，通过试验确定掺量。
2.两种砼成型工艺不一样
普通C20砼是经过充分振捣而成。
C20喷射砼是通过高压风和水，将拌合料喷出而成，成型后有蜂窝和麻面。
3.C20喷射砼比普通C20砼粗骨料少，强度上不去
C20喷射砼中的粗骨料采用4.75~9.5mm的瓜米石，喷射时回弹30%~40%，回弹料大部分是粗骨料。
普通C20砼中粗骨料一般采用4.75~31.5mm连续级配碎石。
四.抗压强度和轴心抗压强度两者之间的关系分析
1.抗压强度——立方体试件或标准圆柱体试件单位面积上所能承受的最大压力。
2.轴心抗压强度——棱柱体或圆柱体试件轴向单位面积所能承受的最大压力。
⑴普通C20砼
C20 代表的是15cm*15cm*15cm标准立方体试块，在标准湿度和温度下养护28天的抗压强度是20Mpa。
普通C20砼试件有立方体、圆柱体、棱柱体等许多种标准和非标准的形式，国家在这方面的研究数据也比较多，不同试件的破坏机理不一样，所以测得强度之间有一定的比例可以相互换算。因而，在普通混凝土中，抗压强度和轴心抗压强度肯定是有区别的，抗压强度是15cm立方体在轴力作用下破坏，轴心抗压强度是棱柱体在剪力作用下破坏。
⑵C20喷射砼
从《公路隧道设计规范》，《公路隧道施工技术细则》，《公路隧道施工技术规范》,《锚杆喷射混凝土支护技术规范》等内容可以知道，喷射混凝土强度检查试件的制作方法只有喷大板切割法和凿方切割法两种，加工成10cm*10cm *10cm的立方体试块，在标准条件养护至28d进行试验。
公路隧道施工技术规范中10cm*10cm*10cm的立方体试块就是喷射砼的标准试件。10cm*10cm *10cm的立方体试块的抗压强度就是轴心抗压强度的取值10Mpa。
五、C20喷射砼和普通C20砼强度评定的标准不同
1.水泥混凝土抗压强度评定，参考《公路工程质量检验评定标准》。
1）.试件大于等于10组时，以数理统计方法评定：
Rn-K1Sn≥0.9R Rmin≥K2R
2）.试件小于10组时，以非统计方法评定：
Rn≥1.15R Rmin≥0.95R
⑵喷射砼抗压试件强度的合格标准，参考《公路隧道施工技术规范》，《隧道工程试验检测技术》，《锚杆喷射混凝土支护技术规范》。
①试件大于等于10组时，以非统计方法评定：
Rn≥R Rmin≥0.85R
②试件小于10组时，以非统计方法评定：
Rn≥1.05R Rmin≥0.9R
普通C20砼强度评定时，试件大于等于10组时，考虑了试件的标准差；C20喷射砼强度评定时，不考虑试件的标准差，两者强度评定标准不同。
结语
综上所述，从实事求是、认真负责的角度出发，C20喷射砼和普通C20砼抗压强度肯定是不一样的，设计值取10Mpa和20Mpa都有点过于勉强，都无法说服对方接受自己的观点。到底C20喷射砼的抗压强度是多少？有待于认真、细致、科学的进一步探讨。
关键词：试喷 配合比 区别
Abstract: C20 injection and ordinary concrete C20 concrete has the very big difference, whether in proportion, or compressive strength each has different aspects, this paper will analyze Sika-PM500PC type concrete injection unit try spraying scheme, then will C20 jet concrete and ordinary concrete C20 comparison, manifests the C20 jet concrete compressive strength.
Keywords: try spraying mix difference
中图分类号：U415.6 文献标识码：A 文章编号：
一.Sika-PM500PC型砼喷射机组试喷专项方案
1.基本思路
为了在最短的时间内掌握Sika-PM500PC型砼喷射机组的工作原理、机械性能、操作流程、施工要领和注意事项，计划从工作计划、人员配置、材料准备、机械配套、试喷方法和试喷结果分析等各方面入手，通过组织这次Sika-PM500PC型砼喷射机组试喷，达到培养懂机械操作、维修和保养的熟练操作手、锻炼能控制湿喷施工现场的施工员、培养科研攻关的技术人员等预期目标，并为公司今后隧道砼湿喷工艺积累施工经验、技术参数和控制指标。
2.试喷工作计划
时间安排：2010.2.1
统一思想明确参与人员各自在试喷中的岗位职责，所从事的具体工作，使大家相互配合、分工合作，一切行动听指挥。集思广义共同探讨试喷方案中考虑不周到的地方，并进行完善。
1）.清水试喷
时间安排：2010.2.2～2010.2.3
①.供应商的主操作手讲解砼喷射机组的工作原理、机械性能和操作流程、施工要领和注意事项等。
②.由机长组织，进行清水试喷，喷射地点：石鼓右线隧道深圳端洞口段前的路基左侧边坡（已植草皮），桩号为YK36+340～370。
③.机长安排其它配合人员的工作任务，做好试喷前机组的调试工作。
2）.试喷砼
时间安排：2010.2.4～2010.2.5
喷射地点：石鼓右线隧道的小净距Ⅳ级围岩的4米共2循环初期支护。
在机长组织下，按照方案预定的试验方法进行试喷，安全员做好相关的安全防范措施，试验员做好数据的收集工作，施工员做好施工现场的协调工作。
3.试喷的准备工作
1）.材料准备
①.粗集料：4.75～9.5mm瓜米石，由负责人A落实，做好筛分、含水量等相关试验。
②.细集料：中粗砂（细度模数取2.6～2.9），由负责人A落实，做好筛分、含水量等相关试验。
③.液态速凝剂：初凝时间不超过5分钟，数量1吨，由负责人C联系厂家，在2010.2.2前进场，由负责人A负责液态速凝剂外委检测事宜。
④.水泥：英马牌P.O42.5R水泥，数量16吨，由负责人B落实。
2）.机械配套
①.湿喷料搅拌站1套（含500L型搅拌机1台、配料机1台、60T水泥罐1个），由负责人D落实。
②.砼运输车（8m3）2台，由负责人D落实。
3）其它准备工作
①.试验室配合比，取水泥用量分别为350kg、370kg、390kg和410kg四种配合比，并根据含水量转化为施工配合比，由负责人A配制与计算。
②.已标定的磅秤1台，称量回弹料，由负责人A落实。
③.风：外供风紧跟掌子面，并预留6.7cm的接口，风压必须符合机组要求（0.3MPa以上），由负责人D落实。
④.水：水源必须清洁，紧跟掌子面，由负责人D落实。
⑤.电：电压必须满足380伏以上，由负责人D落实。
4.试喷方法
1）试喷区域划分
小净距Ⅳ级围岩每一循环初支为2米，以隧道中心线为分界点分为左右两半幅，试喷两循环共四个半幅区域，每半幅做一种配合比的试喷试验，便于回弹料的收集、称量和砼试喷实体强度数据的采集。
2）喷砼强度试块
①.喷大板切割法：施工现场，将砼喷射在45cm×35cm×12cm的模型内，达到一定强度后，加工成10cm×10cm×10cm的立方体试块，标准条件下养护28天进行试验。
②.凿方切割法：在具有一定强度的支护上，取出长约35cm、宽约15cm的砼块，加工成10cm×10cm×10cm的立方体试块，标准条件下养护28天进行试验。与喷大板切割法进行强度试验对比。
3）回弹量数据采集和施工效率数据采集
①.将每半幅区域划分为拱顶和边墙两个部分，在地上铺上彩条布，分别称量其回弹料，与该部分的喷射总量对比，计算回弹量。
②.收集机组每次喷射的准备工作时间、正常工作时间、收尾工作时间，从而计算正常喷射的工作效率为每小时多少立方，每种围岩每循环喷射砼需要多长时间。
5.试喷结果分析
1）施工效率
与潮喷对比分析，比较两种喷射工艺的效率差距。
2）喷砼强度
①.湿喷工艺，同一配合比的试验与实体强度对比分析。
②.同一水泥用量，潮喷与湿喷的试验强度对比分析。
3）回弹量
不同配合比的喷射砼拱顶和边墙的回弹量对比分析。
4）外观质量
不同配合比的喷射砼外观质量对比分析。
5）最优的配合比的选择
通过喷砼强度、回弹量和外观质量的比较分析，选择最优的湿喷砼配合比。在符合质量要求的前提下，最大限度地降低水泥用量，节约成本，为公司创造长久的经济效益，并为今后隧道湿喷砼施工提供参考。
6.具体实施方案的调整
经过与供应商主操作手的几次会议切磋和交流，并同石鼓隧道施工现场的实际情况比对，发现《Sika-PM500PC型砼喷射机组试喷专项方案》的一次性实施存在一定的困难，且工作量太大，计划分四步完成：
第一步：在2010.2.4完成三组配合比的C20喷射砼试块制作。
第二步：在砼试块28天强度出来后，取两组较优配合比，分别进行边墙、拱顶的回弹率比对。
第三步：通过对水泥、液态速凝剂、回弹率、中砂和刮米石等喷砼总体成本的比对，选择最优配合比，并广泛付诸实施。
第四步：实施方案的延伸，进行配合比的进一步优化。计划掺入粉煤灰降低水泥用量，增加喷砼的可泵性、和易性、流动性；掺入减水剂降低水灰比，提高砼后期强度。
二.C20喷射砼和普通C20砼的配合比不同
根据目前规范的现状，隧道方面的规范远远滞后于建筑、路桥方面的规范。在实际应用过程中，隧道初支C20喷射砼和普通C20砼的抗压强度是不一样的。理由如下：
1.普通C20砼配合比设计步骤与计算，参考《路桥施工计算手册》P254~257或《普通砼配合比设计规程》。
1）确定砼试配强度Rh=RD+1.645Ϭ0
2）计算水灰比
2.喷射砼配合比设计，喷射砼试配强度，凭经验增加相应的富余强度。
1）胶骨比，水泥用量超过400kg/m3，对强度提高不大。
2）砂率，选45～55%
3）水灰比0.4～0.5
4）速凝剂2～4%。
因而，C20喷射砼直接套用普通C20砼配合比的设计步骤与计算公式肯定是不对的。
三.C20喷射砼与普通C20砼抗压强度相比差别大
1.C20喷射砼中掺入速凝剂
混凝土掺速凝剂后可增快早期强度，但会降低后期强度，掺量愈多，早期强度增长愈快，而后期强度损失也愈大。掺量为2%～4%，则R28强度降低30%～40%，通过试验确定掺量。
2.两种砼成型工艺不一样
普通C20砼是经过充分振捣而成。
C20喷射砼是通过高压风和水，将拌合料喷出而成，成型后有蜂窝和麻面。
3.C20喷射砼比普通C20砼粗骨料少，强度上不去
C20喷射砼中的粗骨料采用4.75~9.5mm的瓜米石，喷射时回弹30%~40%，回弹料大部分是粗骨料。
普通C20砼中粗骨料一般采用4.75~31.5mm连续级配碎石。
四.抗压强度和轴心抗压强度两者之间的关系分析
1.抗压强度——立方体试件或标准圆柱体试件单位面积上所能承受的最大压力。
2.轴心抗压强度——棱柱体或圆柱体试件轴向单位面积所能承受的最大压力。
⑴普通C20砼
C20 代表的是15cm*15cm*15cm标准立方体试块，在标准湿度和温度下养护28天的抗压强度是20Mpa。
普通C20砼试件有立方体、圆柱体、棱柱体等许多种标准和非标准的形式，国家在这方面的研究数据也比较多，不同试件的破坏机理不一样，所以测得强度之间有一定的比例可以相互换算。因而，在普通混凝土中，抗压强度和轴心抗压强度肯定是有区别的，抗压强度是15cm立方体在轴力作用下破坏，轴心抗压强度是棱柱体在剪力作用下破坏。
⑵C20喷射砼
从《公路隧道设计规范》，《公路隧道施工技术细则》，《公路隧道施工技术规范》,《锚杆喷射混凝土支护技术规范》等内容可以知道，喷射混凝土强度检查试件的制作方法只有喷大板切割法和凿方切割法两种，加工成10cm*10cm *10cm的立方体试块，在标准条件养护至28d进行试验。
公路隧道施工技术规范中10cm*10cm*10cm的立方体试块就是喷射砼的标准试件。10cm*10cm *10cm的立方体试块的抗压强度就是轴心抗压强度的取值10Mpa。
五、C20喷射砼和普通C20砼强度评定的标准不同
1.水泥混凝土抗压强度评定，参考《公路工程质量检验评定标准》。
1）.试件大于等于10组时，以数理统计方法评定：
Rn-K1Sn≥0.9R Rmin≥K2R
2）.试件小于10组时，以非统计方法评定：
Rn≥1.15R Rmin≥0.95R
⑵喷射砼抗压试件强度的合格标准，参考《公路隧道施工技术规范》，《隧道工程试验检测技术》，《锚杆喷射混凝土支护技术规范》。
①试件大于等于10组时，以非统计方法评定：
Rn≥R Rmin≥0.85R
②试件小于10组时，以非统计方法评定：
Rn≥1.05R Rmin≥0.9R
普通C20砼强度评定时，试件大于等于10组时，考虑了试件的标准差；C20喷射砼强度评定时，不考虑试件的标准差，两者强度评定标准不同。
结语
综上所述，从实事求是、认真负责的角度出发，C20喷射砼和普通C20砼抗压强度肯定是不一样的，设计值取10Mpa和20Mpa都有点过于勉强，都无法说服对方接受自己的观点。到底C20喷射砼的抗压强度是多少？有待于认真、细致、科学的进一步探讨。
学术前沿
学术知识
