喷射混凝土质量控制

浅谈喷射混凝土质量控制 摘要： 喷射混凝土技术具有采用速度较快，支护及时、支护质量较好、强度高、密实度好、防水性能较好；省工、操作较简单，支护工作量减少；施工灵活性大，可以根据需要分次喷射混凝土追加厚度等优点，本文着重于喷射混凝土质量控制，包括喷射混凝土的强度，喷射混凝土与岩层的粘结力以及喷射混凝土的厚度等。因此，对这些因素的质量控制相当重要。 关键词：喷射混凝土； 质量控制； 混凝土强度； 喷层厚度 前言 喷射混凝土是借助喷射机械，采用压缩空气为动力，将细骨料混凝土湿拌料采用喷射的方法覆盖到需要维护的岩层表面，从而形成混凝土结构的支护方式。喷射混凝土不仅可以单独使用，也可以和锚杆、土钉、预应力锚杆联合使用，目前国内，国内很多高质量工程中均有见到喷射混凝土技术的应用，并且表现良好。强度是一个反应喷射混凝土支护质量全貌的指标，实际施工中也往往是以混凝土的强度（主要是抗压强度）来作为控制喷射混凝土支护质量的主要指标。而喷射混凝土强度，既受到之辈材料质量的额影响，也会受到喷射施工工艺的影响，所以，质量控制是一个复杂的综合性问题，我在此仅以部分的原材料选择和部分施工工艺的应用等来浅谈喷射混凝土质量的控制。 1.喷射混凝土强度的控制 喷射混凝土的强度基本来源于砂浆的强度、砂浆和骨料的粘结力、骨料的颗粒强度等，因此，在此，分别对相关涉及到的材料质量加以控制与讨论。 1.1 水泥 它取决于水泥的品种和标号。水泥除了应该满足设计所需要的强度外，主要应该满足喷射混凝土施工以后凝结硬化快、保水性好、早期强度增长快、后期强度随龄期的增长而提高以及收缩小等要求。所用水泥应具有强度高、抗渗性和耐久性好，应优先选用普通硅酸盐水泥，硬化开始时间为1.52～4.0h,比表面积应该是2500～4500cm2/g;其次选用矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。普通硅酸盐混凝土满足这些要求，因此，喷射混凝土应该优先选择使用这类混凝土。并且使用前应做强度鉴定实验，水泥存放时严禁受潮和结块，也不得把不同规格、不同厂家的水泥混合使用。 1.2 骨料 骨料的选择考虑因素众多，因为混凝土的强度除了取决于骨料的强度外，还取决于水泥浆与骨料的粘结强度，同时骨料的表面越粗糙界面粘结强度越高，因此用碎石比用卵石好。实验表明在一定范围内骨料粒径越小，分布越均匀混凝土强度越高，骨料最大粒径地减少不仅增加了骨料与水泥浆的粘结面积，而且骨料周围有害气体减少，水膜减薄，容易拌和均匀，从而提高了混凝土的强度。另外，喷射混凝土所用的沙子，一般应以洁净的中砂或者粗中混合砂较好。细度模数适宜大于2.5，含水率一般应该控制在5%～7%，密度大于2.5，吸水率应该小于3%，粘土含量要小于0.25%。细沙不宜使用，使用的话会造成混凝土收缩，并且可能会出现裂缝，造成喷射混凝土发黏，不利于喷射和泵送。 1.3 拌合用水 工程中应多以饮用水作为拌合用水，而PH值小于4的酸性水和含硫酸盐量（SO4，一）超过水量1%的水，含有 HYPERLINK "http://www.studa.net/" 影响水泥正常凝结与硬化的有害物质的水均不得使用。 1.4活性掺和料 水泥水化是一个复杂与逐步发展的过程，在28D的龄期内，水泥的实际利用率仅仅占60%～70%，其他的未水化的的水泥中的Ca(OH)2，将会产生体积膨胀，给混凝土后期强度带来不利影响，利用活性掺和料代替部分未水化的水泥，不仅可以降低成本，最关键的是可以利用活性材料中的活性成分(主要是SiO2和A4O3)与水泥水化产物Ca(OH),并进行二次反应，将会生成含水硅酸钙与含水铝酸钙，新生成的水化产物不仅提高了喷射混凝土的强度和致密性，而且提高了混凝土的抗冻性、抗渗性、抗腐蚀性等性能，这一类活性掺和料主要是粉煤灰和沸石粉，掺量约为水泥重量的10%～20%。 1.5外加剂 为了降低用水量、降低回弹率和粉尘率，使喷射混凝土早凝早强，必须使用一些外加剂。外加剂应采用符合质量要求并对人体危害性很小的速凝剂，在掺加速凝剂之前，应该做速凝剂与水的相溶性实验及水泥净浆速凝效果实验，注意速凝剂效果实验，初凝时间不应大于5min，终凝时间不应大于10min，保持速凝剂干燥勿受潮变质，在喷射混凝土中添加速凝剂的目的是使喷射混凝土满足设计要求，促进早强。一般速凝剂最佳掺量约为水泥重量的2%一4%，实际使用时拱部可利用2%-4%，边墙可用2%，过多的掺量对喷射混凝土反而不利，这是因为速凝剂虽然加速了喷射混凝土的凝结速度，但也阻止了水在水泥中的均匀扩散，使部分水包裹在凝结的水泥中，硬化后形成气孔，另一部分水泥因而得不到充足的水分进行水化反应而干缩，从而产生裂纹。另外速凝剂掺应均匀掺加。 2施工工艺及相关参数控制 2.1喷射混凝土工艺流程 各种材料按照设计配比要求进行拌和→拌和好的松散混凝土直接送到喷射机料斗内→由空压机提供的压缩空气裹挟物料通过运输管送到喷头处→在喷头处加入水与物料混合→在风压作用下喷射到喷面上。 2.2 喷射工艺改进 喷头操作在喷射混凝土作业中是个重要环节, 喷射混凝土的厚度、匀质性、密实程度以及回弹粉尘等, 都与正确而熟练的喷头操作技术分不开。 (1)喷射机安装调试好后, 先注水再送风, 清通机筒和管路, 同时清洗受喷表面。 (2)检查水环眼孔, 如果堵塞, 要疏通. 检查水眼安装使用是否合适, 若位置安装不正, 部分水流不经由水眼而直接进入喷嘴同拌和料混合, 会出现沿岩壁淌浆现象, 影响喷射混凝土质量。 (3)喷射前, 先把喷头处的水阀开动一点, 即先给喷头一股水, 待拌和料送至喷头后, 调整水阀就可以把水灰比找好。 正常工作中, 水阀不宜经常变动, 调整水阀或喷射中突然中断供料时, 喷头应对着岩壁底脚, 待正常后, 方可把喷头对准要喷射的位置。 (4)要保证喷头喷射方向与受喷面垂直, 喷嘴口至受喷面以0. 8～1. 0m为宜. 当喷射侧墙较低部位时, 可将输料管夹于腋下, 以减轻手腕的负担。 当喷射侧墙较高部位时, 可将输料管夹于两腿间或担在肩上, 这样较省劲。 喷射拱顶时, 除将输料管夹于两腿间外, 喷头应靠近喷射手头部, 这样在垂直地向岩面喷射时, 可避免回弹物的直接射击。 (5)输料管应顺直放置或形成尽可能大的弯曲半径。 (6)连续上料, 保持机筒内料满。 在料斗口设置15 mm 孔径筛网, 避免超径骨料进入机内。 (7)严格控制加水量, 无干斑, 不流淌, 表面平整且无异常回弹和粉尘, 说明加水量合适。若有干斑, 回弹和粉尘大, 则是加水量偏小; 若流淌, 则是加水量过大。 (8)岩面干燥, 水灰比可稍大一点; 岩面较湿, 水灰比可小一点, 酌情调整水灰比。 (9)喷射要分段、分片进行。 每片均自下部开始向上