1、卵石 表面光滑,有利于管道输送,能减少堵管现象。粒 径为5-10 mm连续级配。粗骨料的最大粒径对管道输送和回弹量有很大影 响.国产混凝土喷射机规定粗骨料最大粒径一般为 25mm,大多数国家规定不大于20mm。为了减少回弹 量,不宜大于15mm。,2.4 活性掺和料,占水化产物的70%以上,对喷射混凝土的强度起关键 作用的是C-S-H凝胶的数量。根据研究,凝期28d时 的水泥中各种矿物成分没有完全水化,水泥的实际 利用率仅为60%-70%,相当一部分水泥起到填充作 用。由此看出过高的水泥用量无助于提高强度,甚 至会损害后期强度。这是由于后期水化带来的体积 不稳定性。,考虑在喷射混凝土中掺入一些
2、活性物质,以促 进水泥水化产物的转化,提高喷射混凝土的强 度,同时掺入一些遇水后呈粘性的物质,有助于降低回弹率。使用这些高活性细掺料替代30%水泥时,1）喷 射混凝土强度可以提高20%；2）遇水后有粘聚 性,附着力强,有利于降低回弹和粉尘;3）有微 膨胀作用,以便补偿干燥收缩,从而提高喷射混 凝土的抗渗性;4）价格低廉。,2.5纤维掺和料,用于支护的混凝土具有较好的塑性,以抵 抗深井巷道变形,但混凝土材料是一种脆 性材料,喷射混凝土也不例外。研究表明:纤维能有效的改善混凝土的脆性。,过去隧道施工遇到不良地质,就用钢纤维 喷射混凝土支护,及时制止了坍塌,施工 顺利,尝到了甜头。但掺钢纤维也有其难
3、 度;成本高昂、配料搅拌时易结团、喷射 时易堵管和钢纤维回弹易伤人,并且由于 钢纤维的锈蚀使混凝土表面出现锈斑等。,铁道部第十八工程局五处杨昌泉等人采 用新型材料超混杂纤维代替钢纤维喷射 混凝土的研究,其各项物理性能与掺钢纤 维混凝土相当,但喷射效果优于掺钢纤维 混凝土,且成本低廉,经济效益显著,很有 推广价值。,2.6 外加剂,在喷射混凝土中一般使用的外加剂为速 凝剂。加入速凝剂可加快喷射混凝土的 凝结、硬化,提高其早期强度,减少喷射 混凝土施工时因回弹和重力引起混凝土 脱落。增大一次喷射混凝土厚度和缩短 分层喷射的间隔时间。,在使用前应做速凝剂与水泥的相容性试 验及水泥净浆凝结效果试验。保
4、证初凝 时间不大于5min,终凝时间不大于10 min,28d强度应不小于不加速凝剂试件强 度的70%。,2.5喷射混凝土的配合比设计满足强度及其他物理性能的设计要求与基材、钢筋等有良好的黏结性，混凝土 密实度高。回弹损失小扬尘少施工顺利，不发生管道堵塞或喷射面流淌坍落,具体要求,骨胶比,砂率,水灰比和用水量,胶骨比水泥与砂、石重量比称为骨胶比。由 于喷射混凝土要求速凝、早强并存在 天强度损失及施工作业的特殊性，一般不 采用普通混凝土的强度设计计算公式，而 由经验与试验确定。,干式喷射胶骨比宜为：.；湿式喷射胶骨比宜为：.。水泥 用量过少，则回弹量大，早期强度增长慢；水 泥用量过大，则经济效益
5、下降，扬尘大，混凝 土收缩增大。每立方米混凝土的水泥用量以 kg为宜。为节约水泥并满足施工要求，可在拌和物中加入粉体掺合料，掺量经 试验确定。,砂率砂率对喷射混凝土性能有较大影响，一 般选用砂率为4555。较大的砂率有利 于吸收二次喷射时的冲击能。使用粗砂时，砂率可以偏上限；使用粒度模数较小的中砂 时，砂率偏下限。,水灰比和用水量水灰比取决于对喷射物的稠度要求。水灰比应 控制在0.40-0.45范围内,喷射混凝土表面平整有光 泽,回弹量少,粉尘量也少,并能有效保证混凝土的 强度。干式喷射时，水是由从喷嘴处加入的，由喷 射操作工根据喷射面上混凝土的状况调整水阀，控 制用水量。当喷射混凝土表面出现
6、流淌、滑移、拉 裂时，表明水灰比偏大；,若喷射混凝土表面出现干斑，施工作业 粉尘大，回弹损失大，则表明水灰比太小；喷射混凝土表面平整，呈水亮光泽状，粉尘 少，回弹小，则表明水灰比合适。,3 喷射施工工艺喷射方式干式喷射法湿式喷射法造壳喷射法,（1）干式喷射法,粗骨料,细骨料,水泥,速凝剂,干料搅拌机,空气机,喷射机,喷嘴,受喷面,水泵或水箱,干喷优缺点优点：使用的干喷机结构较简单，体积小、重 量轻，便于移动，适于高边坡及狭窄部位；机 械清洗较容易，出现故障时可快速拆卸处理。,缺点由于输料不均匀、不稳定，工作风压突然变化 等原因，造成喷射过程中产生大量的粉尘；回弹量大，一般超过，且一次性喷射 厚
7、度一般小于；加水由阀门控制，水灰比不稳定，常出现干斑 或流淌现象，混凝土质量难以控制。干喷机生产能力低，每小时产量3以下。,（2）湿式喷射法,粗骨料,细骨料,水泥水,搅,拌,机,空气机,喷射机,喷嘴,受喷面,速凝剂,移动式湿喷混凝土喷射施工,优点：由于采取湿式拌和，大大降低了施工区的 粉尘浓度，消除了对工人健康的危害；湿喷混凝土混合料按水灰比精确控制，拌和 及水化作用充分，速凝剂按比例计量添加，喷射质 量较易控制，提高混凝土的匀质性；回弹量小，回弹率可降低到 以下。喷层厚度有可靠保证，支护质量得以提高。,湿喷优缺点,缺点：采用液态速凝剂，相对成本较高；对湿喷机械要求较高，机械清洗较困难，出现故
8、障时难以处理；设备体积较大，移动相对困难。,（3）造壳喷射法,造壳喷射法优缺点优点：分次投料搅拌工艺与喷射工艺相结合，喷 混凝土质量好，粉尘少，回弹量小。缺点：使用机械设备多，工艺复杂，机械清洗较 困难，出现故障时难以处理。,几种不同工艺使用范围干喷：只少量使用于对环境保护要求不高的明 边坡部位，如路基、路堑、大坝边坡等，随设 备和工艺的更新，环保要求的提高，正逐步被 淘汰。湿喷：广泛用于公路隧道、矿山巷道掘进、水 工地下洞室群。混合喷：因使用机械设备多，工艺复杂，一般 只用在喷混凝土量大、断面较大的地下洞室工 程中，其它部位使用较少。,施工中的注意事项,喷射机的操作严格执行喷射机操作顺序。开
9、机时先 送水,后送风,再开机送料。停止时先停料,后关机,再停水、停风。喷射作业结束后必 须清除机内余料并妥善保养喷头,清理喷头 进水孔及水环注水孔。对于磨损严重的部 位应及时更换。,喷射混凝土的风压正确控制风压对喷射混凝土施工质量非常重要。风压过大，则回弹损失增大，粉尘浓度高，水泥损 失增多，施工环境恶化，喷射混凝土强度降低；风 压过小，输送能力减弱，易产生堵管，喷射混凝土 密实度降低，附着力减小，回弹损失也增大。在施 工中，一般输料管长度在20m左右，风压一般控制 在0.1-0.2MPa。如果输料管需要接长,则结合实际 情况对风压进行调整。,喷射混凝土的水压水压一般要求控制在比风压大0.1-
10、0.15 MPa范围内，以便水射流穿透干混合料,使混合 料充分湿润及混掺均匀。水压过小，混合料不 能充分湿润水化，粉尘、回弹量都增大，并且 大大降低喷射混凝土强度;水压过大，喷射混 凝土会出现淌浆等现象。,喷头与受喷面的距离和角度,喷射距离的远近对喷射混凝土的质量有密切关系。,喷头近,回弹量增大,骨料反弹力度大易对喷射手造 成伤害;喷头远,回弹量也增大,会使喷射混凝土密实 度降低,从而降低了强度。在施工中,可以将喷头长 度加长,由0.5m-0.6m加长至1.2m-1.5m,这样喷 射时就可以保持合适的距离。这个距离一般在0.8m-1.2m之间。倾斜角控制在10内,这样不仅使回 弹量减少而且保证
11、了喷射效果和质量。,混凝土养护喷射混凝土层一般较薄。且由于经常放炮和通 风导致隧道内的温度较高，喷射混凝土周围的空 气相对来说比较干燥，加上混凝土的水化热引起 的混凝土内部温度较高，将使其表面水分很快就 蒸发掉，进而引起水泥石“毛细管”中水分继续 蒸发。若不及时养护极易发生早期干缩裂缝。,喷射混凝土中水泥与水接触的时间短及范围有 限，与混凝土相比水泥水化的程度更低。喷射混凝 土的凝结过程也是水泥进一步水化的过程，水泥的 水化反应必须在有水的条件下才能发生，水泥水化 因为水泥石缺少水分不能继续进行。所以要加强养 护,在终凝1-2 h内喷水之后,经常保持潮湿状态,养 护时间不应少于14 d。,4喷
12、射混凝土的应用实例,4.1工程概况某广场是广州市最大的旧城区改造项目.占地面积4.5万m2，总建筑面积29.3万m2,由于工程地处珠江附近，地下 水位高，地下室承受地下静水压力，地下水可通过连续墙 身的渗透。因此地下水对本工程的影响较大。施工过程中 对地下室垂直方向，即地下室边墙的防水施工采用了如下 方法:将原有地下连续墙清理修整后张挂4钢筋网，喷射 C20细石混凝土50 mm厚。,4.2原材料的技术要求,水泥水泥应优先选用凝结硬化快、保水性好的 普通硅酸盐水泥，其次为火山灰水泥，水泥标 号不低于42.5 MPa。细骨料喷射混凝土用砂以中、粗砂为宜，细度模 数大于2.5。,4.2.3粗骨料,喷
13、射混凝土所用石子应控制在输料管内径1/2 以下，最大粒径不大于20 mm。如石子粒径过大，会造成管路堵塞或施工时混凝上回弹量显著增加。,4.2.4水喷射混凝土用水与普通混凝土相同，不得使用 污水及PH值小于4的酸性水、含硫酸量按S04计超 过水重1%的水及海水。,4.3喷射混凝土的配合比设计,4.3.1胶骨比喷射混凝土的胶骨比即水泥与骨料之比通 常取1:4-1:4.5，水泥过少，回弹量大，初期 强度增长慢:水泥过多，不仅产生的粉尘量增 多，而且混凝土的硬化收缩增长慢:,每立方米体积中的水泥过多，无论在经济上或 技术上都是不可取的，铁道部研究院酉南研究所的研究结果表明，当水泥用量超过400kg/
14、m3时，混凝土的强度并不随水泥用量增大而提高，有时 反而会降低。水泥用量对喷射混凝土抗压强度的 影响关系如下表所示。,4.3.2砂率,由试验及国内其他工程的实践得出如表2所示的结论,由表2可知，砂率为45%-55%最好,4.3.3水灰比,水灰比是影响喷射混凝土强度的主要因素，由试验可知:水灰比与喷射混凝土强度及回弹量的关系曲线如图1，图2所示。,由图1，图2可知，适宜的水灰比值为0.4-0.5,当 偏离这一范围时，不仪降低喷射混凝土的强度，而 且增加混凝土的回弹损失。,4.3.4速凝剂,为了加快喷射混凝土的凝结硬化过程，增加一 次性喷射厚度，减少回弹和剥落，宜在喷射混 凝上中加速凝剂。常用的速
15、凝剂有红星一型.711型.782型、尧山型等。,4.4应用,施工配合比采用水泥:中砂:石子=1:2:2.5，水 灰比为0.45,425R金羊牌水泥，细度模数为 3.17的中粗砂，最大粒径20mm碎石，711型速凝 剂。施工机械采用HPZ6T型混凝土喷射机，喷 射厚度50mm，一次成型，初凝前人工抹平。共 完成喷射工作面7000m2,经检验喷射混凝土表面 平整，符合施工要求，14d抗压强度为18MPa，28d强度大于20MPa。,4.5结语,喷射混凝土在该工程使用中取得了比较好的效果，该广场投入使用以来地下室外边墙的防水问题得到 较好解决。在渗水段，喷射混凝土与基面的粘结比较困难，采 取以下措施
16、可较好地解决问题:减小喷层厚度:适当减小水灰比:采取缩小包围圈的喷法:d.适当提高风压。,3）尽管在施工中采取了一系列的相应措施，以减小回弹和剥落，但在实际施工过程中仍有较多的回弹和剥落现象，造成返工及 水泥等材料的浪费，如何进一步减少回弹与剥落，提高工作效率，节约原材料仍是 今后值得探讨的问题。,5喷射混凝土的特点,（1）力学性能掺加速凝剂的喷射混凝土,早期强度明显提 高,1天的抗压强度可达6.0-15MPa;28强度与不 掺速凝剂的对照混凝土相比降低10%-30%.,（2）变形能力由于喷射混凝土水泥用量大,有时还掺入 粉煤灰等掺合料;砂率大（45%-55%）,绝对用水 量大,而对体积稳定性
17、有良好作用的粗骨料比 普通混凝土少得多,粗骨料的粒径小,回弹中又 大部分是粒径较大的粗骨料,因此喷射混凝土 的收缩值比普通混凝土大得多.,（3）耐久性,在喷射成型时混凝土中带入了2.5%-5.3%的空气,在喷射层中形成非贯穿性的气孔,有利 于提到混凝土的抗冻性,但抗渗性稍差,所以常 采取选择级配良好的骨料,掺加防水剂、配制 钢筋网片和掺纤维等措施。,在目前的工程实践中,喷射砼得到了越来越多 的应用,上述所论及到的施工方法在具体条件 下均可选用,但还存在以下问题:随着生产设备和工艺的改进,喷射速度越来越 快,当喷射速度在5-6m3/h以上时,人工操作将比较困难,适用的机械手研制显得很重要。施工工作面的工作环境一直是困扰喷射砼施 工的长期问题,如何有效地降低工作面的粉尘含量,仍 需进一步研究。,存在的问题,（3）在我国过去的喷射砼支护中,达到设计要求 而 后期破坏的屡见不鲜，可见强度不是唯一的指 标,对于高性能喷射砼,应以耐久性为主要指标。,（4）需要选择合适的外加剂和进一步改进施工 工艺,降低回弹量和提高喷射砼的后期强度。总之,随着工程实践的发展,喷射砼施工工艺和 施工机具将更加趋于成熟和完善。,
