3．2  骨  料

3．2．1  在满足喷射混凝土性能的前提下，可根据经济、优质、就地取材的原则选择粗骨料来制备喷射混凝土。粗骨料的最大粒径对喷射混凝土拌合物工作性和回弹影响较大，为了减少回弹和防止管道堵塞，粗骨料最大尺寸一般多采用10mm～15mm。根据国内外标准及实际工程，最大公称粒径不宜大于12mm。美国ACI506R《Guide to Shotcrete》中规定喷射混凝土用骨料粒径不宜大于12mm，对于薄壳、形状复杂的结构及有特殊要求的工程，粗骨料的最大公称粒径不宜大于10mm。掺入钢纤维对喷射混凝土的黏聚性和回弹有影响，为减小回弹需减小骨料最大粒径，《纤维混凝土应用技术规程》JGJ／T 221规定喷射钢纤维混凝土粗骨料最大公称粒径不宜大于钢纤维长度的2／3，且不宜大于10mm。当喷射混凝土中掺入速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的石材作为粗骨料，以避免碱骨料反应而使喷射混凝土开裂破坏。 

    粗骨料的尺寸、粒形和级配对喷射混凝土拌合物和易性影响很大，尤其是采用扁平及细长状粗骨料时，对喷射混凝土的黏聚性和包裹性影响更加明显。EFNARC《European Specification for Sprayed Concrete))指出：骨料粒形会影响喷射混凝土的喷射性和回弹率。实际工程应用中，粗骨料的针、片状含量通常控制在10％以内，其指标小于《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ 52-2006中的规定。因此，编制组开展了不同细度模数人工砂，不同粗骨料针、片状含量对喷射混凝土性能影响的试验，主要试验结果见表1和表2。

表1  针、片状含量验证试验混凝土基本配合比

表2  验证试验喷射混凝土测试结果

    由表1和表2可以看出，对于强度低于C40的喷射混凝土，混凝土中砂浆含量较多时，粗骨料的针、片状含量控制在12％以下，喷射混凝土拌合物性能易满足喷射工作性要求；当混凝土中砂浆含量较低时，粗骨料的针、片状含量过高，易造成拌合物骨料堆积，混凝土拌合物的回弹增大，易产生脉冲。结合试验验证结果，本规程确定粗骨料针、片状含量上限值为12％。对于强度高于C40的喷射混凝土，喷射混凝土质量要求高，应按《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ 52-2006中高强混凝土要求严格取值，其粗骨料针、片状含量应≤8％。

    骨料含泥量、泥块含量等性能指标对喷射混凝土性能也有较大影响，本规程按《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ 52-2006相关要求严格取值，规定含泥量、泥块含量应分别小于1．0％、0．5％。

3．2．2  喷射混凝土所用细骨料宜选用Ⅱ区砂。喷射混凝土用细骨料可为天然砂、人工砂。砂的细度模数过细会导致喷射混凝土产生过大的收缩，细度模数过大对喷射混凝土的和易性和喷射效果产生影响。干拌法喷射时，细骨料含有一定的含水率可减少运输和喷射工程中的粉尘，但含水率过大会导致混合料结团及影响外加剂的作用效果，因而细骨料的含水率不宜大于6％。

    人工砂中的石粉能改善喷射混凝土的工作性，降低喷射混凝土胶凝材料的用量。但过量的石粉会导致喷射混凝土过黏，工作性变差。编制组以胶凝材料用量、石粉含量、水胶比为主要因素，开展石粉含量对喷射混凝土性能的影响试验，试验的配合比和主要试验结果见表3和表4。

表3  石粉含量验证试验混凝土基本配合比

表4  验证试验喷射混凝土测试结果

    由试验结果可知，对于MB值≤1．4的人工砂喷射混凝土，低强度等级喷射混凝土中石粉含量高达12％～15％时混凝土仍然具有很好的黏聚性和喷射性，拌和状态良好。对于C20喷射混凝土，水泥掺量350kg／m3，水胶比0．6时，石粉含量为15％时，强度28MPa，符合要求。C25喷射混凝土，水泥掺量400kg／m3，水胶比0．55，石粉含量12％时，具有良好的黏聚性，超过此含量，喷射混凝土的施工性变差。由于喷射混凝土胶凝材料相比普通混凝土偏多，随着强度的增大，喷射混凝土的水胶比变小，而过多的石粉，会增加喷射混凝土的黏聚性，造成脉冲和跌浆量增大，影响喷射混凝土的施工性。因此C25～C35喷射混凝土，石粉含量宜小于10％。对于强度高于C40的喷射混凝土，喷射混凝土质量要求高，且胶凝材料用量通常高于450kg／m3，过多的石粉对喷射混凝土的施工性能不利，应按《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ 52-2006中高强混凝土要求严格取值，人工砂中石粉含量宜小于5％。

3．2．3  骨料级配对喷射混凝土的施工性、通过管道的流动性、对受喷面的粘附、回弹率以及最终混凝土的表观密度和经济性都有重要的影响。为获得最大的表观密度，应避免使用间断级配的骨料。对于薄壁、形状复杂的结构及特殊工程，应优先选用最大公称粒径为10mm的骨料级配。