喷射混凝土质量控制

1　喷射方式

喷射混凝土可分为干喷、潮喷和湿喷 3种方式。现将其施工的优缺点作一比较 ,见表 1。

表 1　喷射混凝土不同方式施工的优缺点

2.1　喷射混凝土的原材料

①水泥:优先采用普通硅酸盐水泥 ,硬化开始时间为1.52～4.0h,比表面积: 2 500～4 500cm2 /g。

②砂:应采用硬质洁净的中砂或粗砂,细度模数宜大于2.5,含水率一般应控制在5%～7%,密度大于 2.5,吸水率小于 3%,黏土含量小于0.25%。

③石:应采用坚硬耐用、粒径不宜大于 15mm、级配良好的碎石或卵石。含水率一般在 2%～3%,密度大于 2.5,吸水率小于 3%,黏土含量小于 0.25%。

④水:生活用水,不得使用污水。

⑤速凝剂:须采用质量合格、对身体危害小的速凝剂。使用前就进行水泥适应性试验及速凝效果试验,初凝<5min,终凝不得>10min,并具有良好的流动性。

2.2　配合比

喷射混凝土标号应高于200#,其配合比应根据经验和配比试验确定,并满足强度和喷射工艺的要求。一般采用骨灰比1∶4～1∶5,骨料中含砂率为60%～70%,水灰比:干喷时为0.35～0.45,湿喷时为0.45～0.65。为改善喷射混凝土效果,水泥用量一般应大于普通混凝土,通常喷射用量为350～450kg/m3。为了降低回弹率,可适当改变配合比,具体措施: 增加水泥用量,降低砂粒成分,减少最大骨料尺寸,控制骨料的含水率,加入粉煤灰、硅粉等。

3　喷射机具及施工参数控制要点

3.1　喷射机的控制

喷射工作应先开风,再开机。结束时先停机,再关风。过程中供料应连续,存料充足,及时清理积料。喷射作业时应分段、分片、分层 并按由下向上的顺序进行，若表面有凹坑,应先填平此处后,再进行下部喷射。喷射厚度一般拱部标5～8cm,墙壁为8～10cm,通常分2～3次喷成。每次间隔时间为 30min左右。

3.2　喷射风压

喷射风压是否合适，对喷射混凝土质量有很大影响。同时对回弹和粉尘浓度影响也较大。风压和喷射料水平输送长度的关系可用下式表示:

干喷时:工作压力 P=0.1 +0.0013 ×输入管长度 (Mpa)

湿喷时:工作压力 P = 0.155 + 0.00195×输入管长度(Mpa)

当输入管长度为20m时,工作压力约为0.19Mpa。

4　喷射水压

喷射水压与输料风压要有合适的匹配,若喷射水压低于输料风压,则会发生因堵塞水环、孔眼不出水或干湿不均匀现象。一般喷射水压应高于输料风压。喷射水压与输入风压之比在 1.35～2.00之间湿化效果最好。考虑到设备的原因,一般喷射水压为0.30Mpa,与风压之比约为1.50～1.67。

5　喷射距离及角度

对各种岩体,最优的喷射距离是不同的,而且与受喷部位有关,黏土地层试验证明,喷嘴与受喷面的最优距离应在0.18左右。喷射角度当与受喷面垂直时,损失动能为零。但实际操作中很难达到。经试验验证宜选75°～105°度范围内。

6　降尘减弹的主要控制要点

①严格控制喷射角度,尽量控制在70°～110°范围内。

②通过试验选择适宜的风压。

③适宜的拢料管长度,使喷射料与水混合均匀。减小物料离析,从而减小回弹和粉尘。

④选择适宜的工艺流程,如果采用干喷工艺,集料在短时间的搅拌过程中黏结效果差,回弹较大。如果选用潮喷二次搅拌法可大大减少回弹。

⑤严格控制速凝剂的用量 ,不能用增大其用量来减少回弹。

质量控制

1)为了保证喷射混凝土的质量,首先要对原材料的质量进行检查。检查的对象为:水泥、石子、砂子、水和外加剂。

(1) 水泥必须有出厂合格证或进场试验报告,其品种、强度等级、包装或散装仓号、出厂日期等均应符合规定。

(2) 石子的最大粒径和级配，砂子的细度和级配都必须符合国家现行标准对普通混凝土粗、细骨料的规定和喷射混凝土的要求。

因C30级喷射混凝土强度高，对砂、石子的质量要求应特别严格砂石均要求清洗过筛，去除含泥杂质及片状物。

(3) 喷射混凝土拌合应采用生活用水，不得使用污水、海水、酸碱度过高的水。 

(4) 目前国内外混凝土用外加剂的品种很多,喷射混凝土所用外加剂的质量应符合现行国家标准的要求,其品种和掺量必须根据对喷射混凝土性能、施工条件的要求,和所采用原材料及配合比等因素确定。

(5) 原材料准确称量,混合料均匀拌合均直接影响喷射混凝土的质量。要求一工作班至少检查两次。施工中若遇气候变化、喷射机具故障等情况时,应及时对使用的原材料和混合料进行检查。

2.喷射混凝土加固层厚度的检验方法及允许偏差

(1)检查喷射混凝土厚度,施工时可用测针、预埋短钢筋,还可以

支侧模板加以控制。喷射施工结束后 8h以内,可用电钻、风钻钻孔检查喷射混凝土的加固层厚度,若发现喷层厚度不够,应及时补喷。

(2)混凝土加固层厚度的允许偏差值+8mm或-5mm。

3.喷射混凝土强度的检验

(1)抗压强度是喷射混凝土的主要性能指标,要求做抗压强度试验。按《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)中对混凝土强度检查的规定,并根据喷射混凝土的特点,取同材料、同配合比、同喷射工艺的混凝土作为一个验收批,并要求每一个工作班内,每50m或小于 50m工程量制取一组强度检验试块,每组试块不得少于3块。用于检验喷射混凝土抗压强度的试块,应在喷射现场随机制取。

(2)从现场喷筑的混凝土板件上切割或钻取的混凝土试块,应没有明显裂缝和缺损,并符合有关标准对其平整度、垂直度等的要求。

(3)每组喷射混凝土试块的抗压强度试压值不应离散性太大,否则容易发生误判。

(4)喷射混凝土验收时应全面检查是否有空鼓、开裂。若有应凿除返工。