喷射混凝土施工材料的运用研讨

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本文作者：傅宏林 单位：安徽水利开发股份有限公司

硅粉中二氧化硅的成分占85%以上,比硅酸盐水泥的颗粒细100倍。硅粉可使喷混凝土具有更优良的性能。因为硅粉具有凝硬性,加一点硅粉可改善强度和耐久性。由于硅粉非常细,其颗粒可充填水泥颗粒之间更微小的间隙,进一步减小了渗透性和增加了喷混凝土的密实度。掺有硅粉的喷混凝土拌和物将明显地增加粘性和粘结力,降低回弹率。由于硅粉颗粒很细,这种材料无法在原状干燥的情况下进行有效的加工处理。为了使硅粉颗粒完全破碎、融化,必须进行有效地搅拌。用几乎相等重量的硅粉和水通过拌和生产出悬浮的硅粉浆液,这种悬浮液体也可以掺入减水剂,进一步改性。往湿喷混凝土中加硅粉时必须同时加入规定数量的高效减水剂。使用硅粉不加减水剂,要保持适当的和易性就必须大量加水,而多加水会增加水灰比,从而抵消了硅粉的效应。对于干喷混凝土,掺了硅粉不能再加减水剂,因为拌和料只是在离开喷头喷向喷射面时才与水接触,加减水剂将会由于外加剂的影响而使已经密实的喷混凝土脱落。

骨料

喷混凝土用砂应符合《水工混凝土施工规范》(DL/T5144-2001)的要求。天然砂磨圆度好,坚硬、耐久,级配良好,应优先选用。也可采用机制的人工砂。为了保证喷射混凝土的质量,减少收缩,降低施工粉尘,应采用中粗砂,细度模数宜为2.5~3.0。对干喷法而言,砂的含水率宜控制在5%~7%,以减少搅拌混合料时的粉尘;有利于水泥的充分水化及混合料在喷头处加水后易于混合均匀,减少回弹;喷头处加水量比较稳定,使喷射手便于掌握加水量,有利于保证喷射混凝土的质量。骨料级配是影响喷射混凝土强度的重要因素。经过大量的试验研究和工程实践。喷混凝土用粗骨料应符合《水工混凝土施工规范》(DL/T5144-2001)的要求。优先选用坚硬、耐久的卵石,也可采用机制的人工骨料。关于骨料粒径,尽管目前国内的喷射机可使用最大粒径为25mm的粗骨料,但为了减少回弹率,避免堵塞管路,实际使用的骨料最大粒径不宜大于15mm。

水

拌和用水、喷混凝土用水和养护用水应符合《水工混凝土施工规范》(DL/T5144-2001)的要求。水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质。不得使用污水以及pH值小于4的酸性水。用于津筑物有外观要求的喷混凝土的养护用水要求水中不含有能够引起污染的化学成分。混合料通过喷头时的压力约为0.1MPa,为使水环喷出的水能穿透混合料料流,使水与混合料均匀混合,要求供水压力必须超过0.2MPa,以保证喷头处的水压为0.15?0.20MPa,供水量应满足设计要求。供水设施一般为高位水池、水泵或加压水箱。

钢筋

喷混凝土所用的钢筋应满足《水工混凝土钢筋施工规范》(DL/T5169-2002)中的技术要求。当采用大直径的钢筋时,要想在钢筋背后或钢筋密集地方的背后喷混凝土能与钢筋形成良好的接触是比较困难的。一般情况下,对于喷混凝土钢筋骨架的布置,建议钢筋间距为15~30cm。采用专门焊接的钢丝网常常是比较好的办法,钢丝可以是无涂层的,亦可是镀锌的或涂有环氧保护层的钢丝网。钢丝的间距要宽到能使喷混凝土到达钢丝的背后。建议钢丝间距以15cm为宜,但是也有采用钢丝间距小到5cm的情况,一般采用10cm间距的比较普遍。在维修工作中,只需喷一薄层混凝土护面时,不要求设置钢筋网。在原来的混凝土中如果钢筋外露,但没有严重锈蚀,只是需要喷一层混凝土就可以了。如果钢筋锈蚀严重,而没有结构问题,那么只需用另外的钢筋〈或钢丝网)更换锈蚀的钢筋,防止出现温度裂缝就可以了。

纤维

在喷混凝土中掺入少量的纤维,不仅可在一定程度上提高喷混凝土的抗压强度,而且可明显提高抗拉强度,提高抗裂防渗性能。纤维能改善高强混凝土的韧性,高弹性模量的纤维的增强、增韧作用高于低弹性模量的纤维。低弹性模量的纤维加入高强混凝土后,混凝土的强度有所降低,但低弹性模量的纤维能改善高强混凝土的韧性。纤维具有抑制裂缝扩张的作用,纤维混凝土的断裂能显著高于基准混凝土。高弹性模量的钢纤维对裂缝的抑制作用优于低弹性模量的维纶和聚丙烯纤维。随着惨入纤维的弹性模量的增加,高强混凝土的断裂能和断裂韧性也相应增加。