噴射混凝土生產與應用

蔣禹

（科之杰新材料集團（貴州）有限公司，貴州 龍里 551206）

1 噴射混凝土制備及用途

噴射混凝土是按照配合比將膠凝材料、砂、石子、水和外加劑混合攪拌，裝入噴射機，利用高壓空氣將其送到噴頭和速凝劑反應，高速噴到結構表面而凝結硬化形成的混凝土。

噴射混凝土常用于隧道內襯填充、邊坡加固、噴錨支護等工程。

2 噴射混凝土噴射方法

噴射混凝土分為干噴法和濕噴法。

（1）干噴法：按照配合比將膠凝材料、砂、石子、粉劑速凝劑在干燥狀態下攪拌均勻，用壓力機將其送至噴嘴和水混合后噴到結構表面的方法。

（2）濕噴法：按照配合比在攪拌站將膠凝材料、砂、石子、水和外加劑配制好混凝土，用壓力機將其送至噴嘴和液體速凝劑混合后噴到結構表面的方法。

3 噴射混凝土配合比設計

按照速凝劑新標準 GB/T 35159—2017《噴射混凝土用速凝劑》要求設計，現場用噴射混凝土配合比設計見表 1。

膠材(kg/m3)水膠比(%) 砂率(%) 坍落度(mm)凝結時間(min) 1d 抗壓強度(MPa)28d 抗壓強度比(%)干噴 濕噴 干噴 濕噴 初凝 終凝 有堿 無堿400～500 0.40～0.45 0.42～0.50 45～55 50～60 160～200 ≤5 ≤12 ≥7 70 90

4 存在的問題及解決方案

目前現場噴射混凝土主要存在強度低、回彈率高、環境污染大等問題。現分別對這些問題的主要影響因素作分析并提出解決方案：

4.1 強度低

噴射混凝土強度是隧道建設的一個重要指標，關系到隧道的質量，甚至會涉及人們的生命安全。導致噴射混凝土強度低的主要因素及解決方案為：

（1）混凝土水膠比大，現場工人為便于施工，添加水保持混凝土流動度，但是現場加水量無法計量，時常導致用水量大。為了防止此問題發生，可添加適量減水劑保持混凝土流動性，禁止現場直接加水。

（2）砂石含泥量高。砂石含泥量高通常導致混凝土強度低。建議對砂石嚴格檢驗，適當提高膠凝材料用量。

（3）摻合料用量超標。在添加摻合料前必須進行試驗驗證工作。

（4）速凝劑使用高堿性速凝劑。由于高堿性速凝劑會導致混凝土發生堿—集料反應，導致后期強度持續降低。建議使用低堿速凝劑和無堿速凝劑。

（5）噴射過程中混凝土不密實導致出現空鼓現象。噴射過程中施工員有部分結構未噴射密實。建議噴射過程中采取多次掃面方法噴射。

（6）未噴水養護。建議有條件標段對噴射混凝土進行噴水養護，有利于提高強度。

4.2 噴射過程中回彈率高

噴射過程中回彈率高主要影響因素及解決方案為：

（1）混凝土水膠比大。噴射現場人工添加用水，導致混凝土流動度過大，影響速凝劑性能。建議禁止現場直接加水，使用減水劑保持混凝土工作性能。

（2）砂石含泥量高。砂石含泥量高，導致噴射過程中混凝土粘度低，并影響凝結時間。建議使用檢驗合格的砂石材料。

（3）砂率過高或過低。砂率過高，混凝土損失加快，導致用水量增加，影響速凝劑凝結時間；砂率過低，混凝土和易性差、流動性差，噴射過程中粘黏性差，建議根據砂的粗細調整適合的砂率。

（4）速凝劑性能差。現場樣品比實驗室樣品性能差，建議送貨時抽取現場樣品進行驗證。

（5）噴射過程中噴射方法不正確。噴射過程中若壓力過大，會導致一次噴射太厚，建議調整噴嘴到噴射面距離為 1～1.5m，采用多次掃面噴射。

4.3 噴射過程中環境污染大

隨著國家對環保要求越來越高，對噴射混凝土在施工中也要求防止粉塵產生。噴射過程中環境污染大主要因素及解決方法為：

（1）使用干噴法。國家目前已禁止使用粉劑速凝劑進行干噴，但粉劑速凝劑價格便宜，某些項目還在使用，建議使用液體速凝劑進行噴射。

（2）砂率過高。砂率過高，混凝土損失加快，導致用水量增加，需要提高速凝劑用量使混凝土凝結，但過量的速凝劑會使噴射過程中粉塵增加。建議根據砂的粗細調整適合的砂率。