1、施工工艺与原质料的控制
1.1 施工工艺
喷射前,应将岩面冲洗千净,并将外貌软弱破碎岩石清扫洁净。喷射作业应分区段进行,长度一般不超出6二,喷射顺序应自下而上。后一次喷射应在前一次混凝土终凝后进行,若终凝后1h以上再次喷射,应用风水清洗混凝土外貌。边墙一次喷射厚度4~6cm,拱部则为2-4em,喷射2一4h后应洒水养护,一般养护7一14d,混凝土喷射后至下一循环放炮时间,应通过试验确定,一般不小于4h,放炮后应对混凝土进行检查,如出现裂纹,应调解放炮间隔时间或爆破参数。
1.2 原质料控制
(1)拌和用水:工程中多以饮用水作为拌和用水,而pH值小于4的酸性水和含硫酸盐量(SO4,一)超出水量1%的水,含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质的水均不得使用。
(2)水泥:为包管喷射混凝土的凝固时间及与速凝剂的相溶性,所用水泥应具有强度高、抗渗性和耐久性好,应优先选用4S5,以上的普通硅酸盐水泥,其次选用矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。在地质条件纷乱的隧道中应接纳早强水泥,使用前应做强度鉴定实验,水泥存放时严禁受潮和结块,也不得把差别规格、差别厂家的水泥混合使用。
(3)骨料:混凝土的强度除了取决于骨料的强度外,还取决于水泥浆与骨料的粘结强度,同时骨料的外貌越粗糙界面粘结强度越高,因此用碎石比用卵石好。实验证明在一定范畴内骨料粒径越小,漫衍越均匀混凝土强度越高,骨料最大粒径地减少不但增加了骨料与水泥浆的粘结面积,并且骨料周围有害气体减少,水膜减薄,容易拌和均匀,从而提高了混凝土的强度。
(4)活性:掺和料:水泥水化是一个逐步成长的过程,在28d的龄期中,水泥的实际利用率仅占60%一70%,而另外的未水化的水泥中的Ca0后期遇水后生成Ca(OH)2,孕育产生体积膨胀,给后期强度带来倒霉影响,利用活性掺和料取代局部未水化的水泥,不但可以降低本钱,最主要的是可以利用活性质料中的活性身分(主要是Si02与A403)与水泥水化产品Ca(OH):进行二次反响,生成含水硅酸钙与含水铝酸钙,新生成的水化产品不但提高了喷射混凝土的强度和致密性,并且提高了其抗冻、抗渗、抗腐化等性能,这一类活性掺和料主要是粉煤灰和沸石粉,掺量约为水泥重量的10%-20%.
(5)外加剂:为了降低用水量、降低回弹率和粉尘率,使喷射混凝土早凝早强,务必使用外加剂。应接纳相符质量要求并对人体危害性很小的速凝剂,掺加速凝剂之前,应做速凝剂与水的相溶性实验及水泥净浆速凝效果实验,注意速凝剂效果实验,初凝时间不该大于5min,终凝时间不该大于10min,保存速凝剂干枯勿受潮变质,在喷射混凝土中添加速凝剂的目的是使喷射混凝土满足设计要求,促进早强。一般速凝剂最佳掺量约为水泥重量的2%一4%,实际使用时拱部可利用2%-4%,边墙可用2%,过多的掺量对喷射混凝土反而倒霉,这是因为速凝剂虽然加速了喷射混凝土的凝结速度,但也阻止了水在水泥中的均匀扩散,使局部水包裹在凝结的水泥中,硬化后形成气孔,另一局部水泥因而得不到富裕的水分进行水化反响而干缩,从而孕育产生裂纹。另外速凝剂掺人应均匀。
2、喷射混凝土配合比的设计与控制要点
喷射混凝土的配合比差别于普通混凝土的配合比,需要凭据其施工工艺来选择,主要讲述C,喷射混凝土潮喷法的配合比的设计要领。为了减少回弹量需要较高的砂率,砂率增加意味着集料的总面积增加,这就要求用更多的水泥来包裹集料外貌,以满足喷射混凝土的强度要求,水泥用量越大,喷射混凝土就越容易干缩、开裂,同时本钱也增加。因此首先确定水泥用量,凭据经验水泥用量宜为375一450kg/m;,其次确定砂率,宜选用粗砂或中砂,砂率宜为45%一55%,砂率过高或过低易造成堵管,再次确定水灰比,水灰比宜为0.4-0.5,水灰比过小会孕育产生粉尘,回弹量大,粘结力低,喷层会孕育产生干斑,砂窝等现象,水灰比过大会造成强度低、速凝效果差,喷层流淌、滑移、坍落等现象,另外要注意凭据施工环境的温度,周围岩壁类别、施工步队的施工水平做相应的调解。
研究超塑化剂、硅灰、速凝剂和掺人火山灰或矿渣硅酸盐水泥的复合作用,用湿喷法生产高性能喷射混凝土(HPS)具有下列优点:(1)碱腐化性低;(2)劳动性高和坍落度损失低;(3)回弹率低;(4)早期强度和后期强度高;(5)耐久性强。
2.1 质料和配合比
2.1.1 水泥
高强硅酸盐水泥由于水化速度较快,用于做喷射混凝土性能一般优于混合水泥。火山灰和矿渣硅酸盐水泥具有耐久性高,水化热低,对裂缝自收缩和干缩有较好性能。火山灰水泥中可用35%粉煤灰替代硅酸盐水泥;矿渣水泥中可用50%矿渣取代硅酸盐水泥。
2.1.2 硅灰
使用加密硅灰以改进对基材的粘结力和减少集料回弹。
2.1.3 超塑化剂
使用市售的质量浓度为30%的液体淡基丙烯酸醋(CAE)为超塑化剂,生产水灰比为0.42一0.44,坍落度为210-220mm流动性混凝土。也可接纳聚磺酸盐系高效减水剂。
2.1.4 速凝剂
用两种差别的市售速凝剂,一种常用速凝剂是硅酸钠(30%),另一种无碱速凝剂是以从(SO4),为主要身分的水溶液(60%),当使用后者时,由于无碱降低了在施工过程中碱性腐化的危险。
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使用细砂(0一4mm),粗砂(4一6mm),石子(6一8mm)三者的体积比为65%,30%,5%.
2.1.6 混凝土配比
配制两种未掺速凝剂的基准比拟拌合物,它们的主要区别在于水泥品种(42.5火山灰水泥和42.5矿渣水泥)每种混凝土拌合30min,在喷嘴处加人差别的速凝剂(水玻璃或无碱速凝剂)的掺量分别为水泥量的8%-12%或6%一7%,
2.2 试验结果考试大-全国最大教育类网站(www.Examda。com)
由于使用超塑化剂,50min之内的坍落度损失可以忽略不计,这意味着在喷嘴处加人速凝剂之前坍落度损失可忽略不计,以可靠方法提供喷射设备的泵送混凝土的劳动性能好,喷射混凝土产量可达20m;/ho在规定超塑化剂掺量为1%一2%时,尽管矿渣水泥混凝土的W/C稍低于火山灰水泥混凝土,其初始坍落度(220mm)还是稍高于火山灰水泥混凝土坍落度(210mm)在无筋隧道内施工,由于复合有超塑化剂、硅灰和速凝剂,拌合物粘结性好,研究的所有喷射混凝土的回弹率仅仅为2%一3%.
3、喷射混凝土养护办法
养护是喷射混凝土施工中的一个重要环节,在正常养护条件下,混凝土强度随龄期延长而增大,其原因是由于胶凝质料的水断水化。而水化速度与环境温度和湿度有关,由于经常放炮和通风不良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枯,加上水化热引起的混凝土内部温度较高,将使其外貌水分很快就蒸发掉,进而引起水石“毛细管”中水分继续蒸发。喷射混凝土中水泥与水接触的时间短且范畴有限,与普通混凝土相比水泥水化的水平更低。喷射混凝土的凝结过程也是水泥进一步水化的过程,水泥的水化反响务必在有水的条件下才华产生,水泥水化因为水泥石缺少水分不克继续进行,还因毛细管引力作用在混凝土中引起收缩,此时的喷射混凝土强度还很低,收缩引起的拉应力将使混凝土开裂,破坏了混凝土结构,影响混凝土强度的继续增长,并且停止水化使水化物不克进一步向水泥石的毛细孔填充,还将影响混凝土的抗渗性。
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