粉煤灰在机制砂喷射混凝土施工中的应用
摘要：随着高速铁路喷射混凝土的高性能化和射流密实要求,掺合料在混凝土中的作用越来越重要。粉煤灰在机制砂喷射混凝土中的改善、流化、填充、增益、水化热错峰、抑制开裂及良好的适应效果明显,掺入后的混凝土的高可喷性、低回弹率、与受喷面的高黏附力,极大地提高了喷射混凝土的施工工效和射流密实性能；同时在满足混凝土泵送、强度，减少喷射回弹率的情况下，极大地降低了施工成本。
关键词：喷射混凝土；粉煤灰；施工成本
0引言
目前，粉煤灰在普通混凝土应用已很广泛成熟，但在机制砂喷射混凝土支护中应用粉煤灰部分代替水泥试验研究鲜少，且喷射混凝土普遍存在回弹率高，密实度不佳等情况。机制砂0.15mm以下颗粒含量相比河砂少10%左右，在喷射混凝土中掺加粉煤灰，可以显著改变混凝土的和易性，提高混凝土黏度，降低回弹量，利用粉煤灰活性和采用无碱速凝剂提高混凝土强度。所以基于技术可行性和经济性,进行粉煤灰在机制砂喷射混凝土中的应用研究势在必行。
1试验方法
1.1试验材料
水泥为綦江西南Ｐ·O42.5；粉煤灰为Ｆ类Ⅱ级；细骨料为Ⅱ区机制砂，细度模数２.9；粗骨料为5～10mm碎石；拌合水为饮用水；速凝剂为无碱速凝剂。
所有原材料技术指标应满足TB 10424-2018《铁路混凝土工程施工质量验收标准》
1.2配合比设计参数及程序
（1）湿喷混凝土试配的水胶比应考虑射流密实性和实体强度的离散性等因素。可根据以往的配制经验推定水胶比，湿喷混凝土水胶比不应大于0.50，最大用水量不宜大于200kg/m3。
（2）砂率宜为45%～60%，具体应通过试验确定；湿喷混凝土拌和物的表观密度不宜低于2300kg/m3，混凝土坍落度宜为140～180mm。
（3）湿喷混凝土速凝剂与水泥应进行相容性和速凝效果试验，并根据试验结果确定速凝剂
掺量。
（4）按照设计文件要求，喷射混凝土8h强度应达到2MPa以上，24h强度不应小于10MPa。
（5）湿喷混凝土理论配合比确定后,应进行生产适应性验证，试喷的主要原则是在水胶比保持不变条件下优化配合比。试喷主要验证拌合物性能、可泵性、回弹率、凝结时间、强度等。通过试喷、调整和验证确定设计配合比,根据试喷过程中喷射混凝土的回弹率及混凝土质量进行喷射混凝土配合比优化。
1.3试验方法
喷射混凝土凝结时间按照GB/T35159-2017《喷射混凝土用速凝剂》中规定的方法测定。
喷射混凝土室内试验抗压强度采用 GB/T 50081-2019《普通混凝土力学性能试验方法标准》，其中试模采用100mm×100mm×100mm的非标准试模。
喷射混凝土现场施工试验抗压强度采用钻芯法。采用GB/T 50081-2019《普通混凝土力学性能试验方法标准》，其中试样采用直径和高度都是100mm的标准芯样。
2粉煤灰掺量的选择
选取C25喷射混凝土配合比：水泥：细骨料：粗骨料：减水剂：速凝剂：水＝430：976：798：4.3：34.4：172为基准配合比，速凝剂掺量为胶凝材料总量的8%，调整胶凝材料中的粉煤灰掺量，按照GB/T35159-2017《喷射混凝土用速凝剂》中方法测试水泥净浆凝结时间，具体数据见表１。
表１ 水泥净浆凝结时间汇总表
粉煤灰掺量/%
速凝剂掺量取8%
初凝时间
终凝时间
0
2min28s
5min39s
10
3min21s
6min15s
15
3min56s
7min06s
20
4min01s
8min15s
25
5min46s
10min42s
由表1可知，当速凝剂的掺量一定时，粉煤灰的加入量越大，对凝结时间的影响越大。当粉煤灰掺量在15%的条件下，水泥净浆凝结时间能很好满足施工要求。
3混凝土试验
3.1室内抗压强度测定
选定速凝剂掺量为8%、粉煤灰掺量为15%、胶材总量为430kg、水胶比为0.40、砂率为55%，在室内进行配合比试拌。经测试混凝土坍落度均在140～180mm之间，混凝土出机前按比例加入速凝剂，然后搅拌均匀迅速成型100mm×100mm×100mm混凝土试件，拆模后分别标养至3d、7d、28d进行抗压强度试验，检测结果见表２。

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