噴射混凝土施工材料的運用研討

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本文作者：傅宏林 單位：安徽水利開發股份有限公司

硅粉中二氧化硅的成分占85%以上,比硅酸鹽水泥的顆粒細100倍。硅粉可使噴混凝土具有更優良的性能。因為硅粉具有凝硬性,加一點硅粉可改善強度和耐久性。由于硅粉非常細,其顆粒可充填水泥顆粒之間更微小的間隙,進一步減小了滲透性和增加了噴混凝土的密實度。摻有硅粉的噴混凝土拌和物將明顯地增加粘性和粘結力,降低回彈率。由于硅粉顆粒很細,這種材料無法在原狀干燥的情況下進行有效的加工處理。為了使硅粉顆粒完全破碎、融化,必須進行有效地攪拌。用幾乎相等重量的硅粉和水通過拌和生產出懸浮的硅粉漿液,這種懸浮液體也可以摻入減水劑,進一步改性。往濕噴混凝土中加硅粉時必須同時加入規定數量的高效減水劑。使用硅粉不加減水劑,要保持適當的和易性就必須大量加水,而多加水會增加水灰比,從而抵消了硅粉的效應。對于干噴混凝土,摻了硅粉不能再加減水劑,因為拌和料只是在離開噴頭噴向噴射面時才與水接觸,加減水劑將會由于外加劑的影響而使已經密實的噴混凝土脫落。

骨料

噴混凝土用砂應符合《水工混凝土施工規范》(DL/T5144-2001)的要求。天然砂磨圓度好,堅硬、耐久,級配良好,應優先選用。也可采用機制的人工砂。為了保證噴射混凝土的質量,減少收縮,降低施工粉塵,應采用中粗砂,細度模數宜為2.5~3.0。對干噴法而言,砂的含水率宜控制在5%~7%,以減少攪拌混合料時的粉塵;有利于水泥的充分水化及混合料在噴頭處加水后易于混合均勻,減少回彈;噴頭處加水量比較穩定,使噴射手便于掌握加水量,有利于保證噴射混凝土的質量。骨料級配是影響噴射混凝土強度的重要因素。經過大量的試驗研究和工程實踐。噴混凝土用粗骨料應符合《水工混凝土施工規范》(DL/T5144-2001)的要求。優先選用堅硬、耐久的卵石,也可采用機制的人工骨料。關于骨料粒徑,盡管目前國內的噴射機可使用最大粒徑為25mm的粗骨料,但為了減少回彈率,避免堵塞管路,實際使用的骨料最大粒徑不宜大于15mm。

水

拌和用水、噴混凝土用水和養護用水應符合《水工混凝土施工規范》(DL/T5144-2001)的要求。水中不應含有影響水泥正常凝結與硬化的有害物質。不得使用污水以及pH值小于4的酸性水。用于津筑物有外觀要求的噴混凝土的養護用水要求水中不含有能夠引起污染的化學成分。混合料通過噴頭時的壓力約為0.1MPa,為使水環噴出的水能穿透混合料料流,使水與混合料均勻混合,要求供水壓力必須超過0.2MPa,以保證噴頭處的水壓為0.15?0.20MPa,供水量應滿足設計要求。供水設施一般為高位水池、水泵或加壓水箱。

鋼筋

噴混凝土所用的鋼筋應滿足《水工混凝土鋼筋施工規范》(DL/T5169-2002)中的技術要求。當采用大直徑的鋼筋時,要想在鋼筋背后或鋼筋密集地方的背后噴混凝土能與鋼筋形成良好的接觸是比較困難的。一般情況下,對于噴混凝土鋼筋骨架的布置,建議鋼筋間距為15~30cm。采用專門焊接的鋼絲網常常是比較好的辦法,鋼絲可以是無涂層的,亦可是鍍鋅的或涂有環氧保護層的鋼絲網。鋼絲的間距要寬到能使噴混凝土到達鋼絲的背后。建議鋼絲間距以15cm為宜,但是也有采用鋼絲間距小到5cm的情況,一般采用10cm間距的比較普遍。在維修工作中,只需噴一薄層混凝土護面時,不要求設置鋼筋網。在原來的混凝土中如果鋼筋外露,但沒有嚴重銹蝕,只是需要噴一層混凝土就可以了。如果鋼筋銹蝕嚴重,而沒有結構問題,那么只需用另外的鋼筋〈或鋼絲網)更換銹蝕的鋼筋,防止出現溫度裂縫就可以了。

纖維

在噴混凝土中摻入少量的纖維,不僅可在一定程度上提高噴混凝土的抗壓強度,而且可明顯提高抗拉強度,提高抗裂防滲性能。纖維能改善高強混凝土的韌性,高彈性模量的纖維的增強、增韌作用高于低彈性模量的纖維。低彈性模量的纖維加入高強混凝土后,混凝土的強度有所降低,但低彈性模量的纖維能改善高強混凝土的韌性。纖維具有抑制裂縫擴張的作用,纖維混凝土的斷裂能顯著高于基準混凝土。高彈性模量的鋼纖維對裂縫的抑制作用優于低彈性模量的維綸和聚丙烯纖維。隨著慘入纖維的彈性模量的增加,高強混凝土的斷裂能和斷裂韌性也相應增加。