MH-2納米外加劑在噴射混凝土中的應用

仉元峰

摘? 要：MH-2納米特種外加劑的應用有效避免了泌水、腐蝕等問題，給項目質量形成了良好的保障。基于此，該文著重分析了傳統噴射混凝土施工存在的不足，以及MH-2外加劑所帶來的改變。并結合具體施工經驗，論述了該外加劑的應用對策，以供參考。

關鍵詞：MH-2外加劑? 噴射混凝土? 優勢? 施工質量

中圖分類號：TU528? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）02（c）-0061-02

1? 普通噴射混凝土存在的缺陷

所謂噴射混凝土，即通過壓縮空氣的方式來混合拌料，并將其以較高速度噴射到工作面。與傳統混凝土澆筑所采用的振搗密實手段不同的是，噴射混凝土依賴于噴射過程中的反復撞擊，使水泥與集料逐漸密實。因此，在此種施工技術的幫助下，混凝土結構的強度也將得到顯著的改善。此外，噴射混凝土施工還有效地將運輸、澆筑、振搗集成為一體化的工序，即使在極復雜的工況環境下也能夠輕松靈活地開展施工。但值得一提的是，目前業界所采用的干式法施工回彈問題比較突出，令現場粉塵不斷。盡管有部分施工單位在干式法基礎上有所改進，也大多是利用水來控制回彈，所取得的效果微乎其微。通常而言，干式法噴射混凝土施工造成的粉塵超過70mg/m3，回彈率達到了20%～30%。而噴層的強度據統計普遍28d到達15MPa，且噴層的透水性也差強人意。

2? 摻加MH-2噴射混凝土的優點

2.1 增加噴射混凝土一次性噴射厚度

普通混凝土一次性噴射厚度為5～8cm，如果再持續對該處堆積噴漿將會因初期粘接強度差和自重原因掉塊，造成混凝土浪費。摻入納米材料的混凝土一次性噴射厚度增至15～20cm，且不掉塊，達到了快速支護的效果。

2.2 減少噴射混凝土回彈

MH-2納米級外加劑是由高分子有機化合物聚合而成，應用到噴射混凝土中可以有效達到減水、增強、防腐的功能。根據方案對比，普通噴射混凝土施工初凝實踐為4min，8min后方能最終凝固。較長的凝固周期也導致部分混凝土漿掉落，采用濕噴工藝或使用外加劑已成為業內的共識。而加入MH-2納米級外加劑后，混凝土漿僅需50S即可初凝，3min內實現終凝。與傳統施工方案相比，外加劑令混凝土凝固速度提升了數倍。也正因如此，在施工中借助MH-2外加劑的速凝效果，可以使回彈率減少至3%～6%。而在普通施工方法中，這一指標甚或能夠達到30%。除此之外，粉塵濃度也是噴射混凝土施工回彈的表現形式之一，部分項目施工的粉塵濃度已大大超過了規定的標準。MH-2納米級外加劑的使用，則可以確保粉塵濃度始終控制在不危害施工人員安全的范圍內，無疑更符合行業施工技術發展的方向。

2.3 改善混凝土拌合物性能

噴射混凝土中摻入納米材料，因其獨有的特性對噴射混凝土微觀結構進行改性，其具有的高減水性，在保證塌落度的情況下可以減少單位用水量，降低水膠比。另外因納米材料顆粒極小，可以填充水泥孔隙，增加了水泥漿的體重。足量的灰漿填充混凝土孔隙空間，覆蓋和潤滑骨料顆粒，減少拌合物的內摩擦，增加拌合物的粘聚力、流動性和可塑性，改善混凝土的和易性。納米材料還可以阻塞砂漿的泌水通道，降低噴射混凝土的泌水，提高抗滲性。

2.4 控制施工成本

承建單位作為充分競爭的市場主體，在項目建設中不僅要以質量取勝，也需要兼顧項目造價成本，從而來獲得更加客觀的經濟效益。而傳統混凝土施工，承建單位未能考慮到項目特點，大多采用了“一刀切”的施工方案。實際上，不同地質條件的地層力學參數有所區別，需要因地制宜的落實施工計劃。如在砂層、砂卵（礫）石層等松散地層，直接采用超前注漿的方式，可以有效加快項目進度。巖爆或富水區噴射混凝土施工中，利用MH-2納米級外加劑來減少建材的使用。根據現場施工需要，若以0.40的水灰比來噴射，可以使膠材消耗減少近10%，速凝劑降低1%左右。除節省建材成本損耗外，MH-2外加劑還有利于控制人工、設備成本。在使用MH-2外加劑后，混凝土噴層的厚度較以往有很大的提升，故而整體施工成本得到了有效地控制。這對于承建單位在市場中的發展發揮著積極作用，也是建筑行業不斷進步的內在動力。

2.5 提升施工質量

施工質量是項目的生命，也是承建單位的重要口碑。傳統噴射混凝土施工由于技術落后、設備老舊的問題，導致施工質量飽受各界詬病。尤其是混凝土強度不足，不僅影響了項目的整體質量，而且還可能引發安全事故，給施工人員的生命財產安全造成威脅。部分項目混凝土噴射后，含水率明顯高于建設標準，致使結構粘結力不足。MH-2納米級外加劑所特有的減水功能，可以使混凝土中的含水率降低兩成至三成。且混凝土噴射后噴層的初始粘結力達到3MPa以上，28d則能夠使強度升高至40MPa。與傳統施工方案相比，MH-2納米級外加劑的使用令強度提升3倍左右。不僅如此，MH-2外加劑還具有無毒無害的優勢，在噴射混凝土施工過程中將不會對鋼筋造成銹蝕。如此一來，就可以在使用外加劑提升混凝土強度的同時，避免了酸堿化合物對其它工序的影響。

3? MH-2外加劑在噴射混凝土施工中的應用

3.1 工程概況

重慶鐵路樞紐東環線起于渝黔鐵路珞璜南站（含），止于襄渝鐵路磨心坡北場（不含），正線線路全長158.666km，含東環線銜接襄渝線聯絡線、渝懷線聯絡線工程，以及機場支線、黃茅坪支線。其中由中鐵二十局承建的DHZQ-2標山洞巖隧道為單洞雙線隧道，起訖里程為DK32+897-DK36+515，隧道全長3618m，最大埋深330m。隧洞穿粉質粘土、泥巖、砂巖。洞身主要為Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍巖，采用工字鋼、格柵拱架配合超前小導管、組合中空錨桿，C25噴射混凝土進行初期支護。

3.2 應用方法

由于噴射混凝土施工方式與傳統澆筑有很大區別，因此外加劑的使用也不能太過隨意。在添加MH-2之前，仍需要在工作面上進行合理的現場試驗，確保外加劑的使用能夠符合項目施工要求。同時通過預先的試驗，也可以提前了解產品可能存在的副作用，從而避免此后造成大規模的返工。在實驗完畢之后，需要根據MH-2產品的特點來確定施工溫度。通常而言，不同類型的外加劑給混凝土漿所帶來的強度、收縮變化有很大不同，合理的設置工況溫度有利于產品切實發揮功能。筆者建議，施工人員宜在5℃以上溫度條件下進行施工，嚴格按照產品說明書來落實。其次，要控制好MH-2納米級外加劑的使用量。過多則將造成浪費，量少則又令效果大打折扣。施工人員需要將摻加量控制在5%，與粗骨料、細骨料、水泥共同攪拌均勻。最后，要根據MH-2的性能按照固定的厚度逐層噴射，待工作面凝固后再次進行作業。噴層的厚度過大可能出現墜落、滑移的現象，而噴層厚度小則又令施工進度受到影響。按照產品添加量，噴射混凝土厚度控制在30cm-80cm效果最佳。在邊墻等部位噴射作業中，厚度可適當升高，而隧道拱部為了實現混凝土的均勻就必須稍微降低。

4? 結語

綜上所述，噴射混凝土施工技術以其效率高、作業過程簡易的特點，在各類基建項目中得到了十分廣泛地應用。但由于國內技術、設備均較為落后，施工出現的剝落、回彈和不均勻問題也一直困擾著業界。承建單位應了解產品的特點及可能存在的副作用，按照工況溫度5℃以上，摻加量4%-8%的量添加，保持期望的坍落度。如此以來，才能夠真正發揮MH-2納米外加劑減水、增強、抗腐蝕的特點，不斷提升項目的施工質量。

參考文獻

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