MH-2納米外加劑在噴射混凝土中的應(yīng)用

仉元峰

摘? 要：MH-2納米特種外加劑的應(yīng)用有效避免了泌水、腐蝕等問題，給項(xiàng)目質(zhì)量形成了良好的保障?；诖?，該文著重分析了傳統(tǒng)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(jié)合具體施工經(jīng)驗(yàn)，論述了該外加劑的應(yīng)用對(duì)策，以供參考。

關(guān)鍵詞：MH-2外加劑? 噴射混凝土? 優(yōu)勢(shì)? 施工質(zhì)量

中圖分類號(hào)：TU528? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：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(tǒng)混凝土澆筑所采用的振搗密實(shí)手段不同的是，噴射混凝土依賴于噴射過程中的反復(fù)撞擊，使水泥與集料逐漸密實(shí)。因此，在此種施工技術(shù)的幫助下，混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)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(yùn)輸、澆筑、振搗集成為一體化的工序，即使在極復(fù)雜的工況環(huán)境下也能夠輕松靈活地開展施工。但值得一提的是，目前業(yè)界所采用的干式法施工回彈問題比較突出，令現(xiàn)場(chǎng)粉塵不斷。盡管有部分施工單位在干式法基礎(chǔ)上有所改進(jìn)，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(dá)到了20%～30%。而噴層的強(qiáng)度據(jù)統(tǒng)計(jì)普遍28d到達(dá)15MPa，且噴層的透水性也差強(qiáng)人意。

2? 摻加MH-2噴射混凝土的優(yōu)點(diǎn)

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(xù)對(duì)該處堆積噴漿將會(huì)因初期粘接強(qiáng)度差和自重原因掉塊，造成混凝土浪費(fèi)。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(dá)到了快速支護(hù)的效果。

2.2 減少噴射混凝土回彈

MH-2納米級(jí)外加劑是由高分子有機(jī)化合物聚合而成，應(yīng)用到噴射混凝土中可以有效達(dá)到減水、增強(qiáng)、防腐的功能。根據(jù)方案對(duì)比，普通噴射混凝土施工初凝實(shí)踐為4min，8min后方能最終凝固。較長(zhǎng)的凝固周期也導(dǎo)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(yè)內(nèi)的共識(shí)。而加入MH-2納米級(jí)外加劑后，混凝土漿僅需50S即可初凝，3min內(nèi)實(shí)現(xiàn)終凝。與傳統(tǒng)施工方案相比，外加劑令混凝土凝固速度提升了數(shù)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(biāo)甚或能夠達(dá)到30%。除此之外，粉塵濃度也是噴射混凝土施工回彈的表現(xiàn)形式之一，部分項(xiàng)目施工的粉塵濃度已大大超過了規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。MH-2納米級(jí)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(nèi)，無疑更符合行業(yè)施工技術(shù)發(fā)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(dú)有的特性對(duì)噴射混凝土微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)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(rùn)滑骨料顆粒，減少拌合物的內(nèi)摩擦，增加拌合物的粘聚力、流動(dòng)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?jié)B性。

2.4 控制施工成本

承建單位作為充分競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)主體，在項(xiàng)目建設(shè)中不僅要以質(zhì)量取勝，也需要兼顧項(xiàng)目造價(jià)成本，從而來獲得更加客觀的經(jīng)濟(jì)效益。而傳統(tǒng)混凝土施工，承建單位未能考慮到項(xiàng)目特點(diǎn)，大多采用了“一刀切”的施工方案。實(shí)際上，不同地質(zhì)條件的地層力學(xué)參數(shù)有所區(qū)別，需要因地制宜的落實(shí)施工計(jì)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(xiàng)目進(jìn)度。巖爆或富水區(qū)噴射混凝土施工中，利用MH-2納米級(jí)外加劑來減少建材的使用。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(jié)省建材成本損耗外，MH-2外加劑還有利于控制人工、設(shè)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(duì)于承建單位在市場(chǎng)中的發(fā)展發(fā)揮著積極作用，也是建筑行業(yè)不斷進(jìn)步的內(nèi)在動(dòng)力。

2.5 提升施工質(zhì)量

施工質(zhì)量是項(xiàng)目的生命，也是承建單位的重要口碑。傳統(tǒng)噴射混凝土施工由于技術(shù)落后、設(shè)備老舊的問題，導(dǎo)致施工質(zhì)量飽受各界詬病。尤其是混凝土強(qiáng)度不足，不僅影響了項(xiàng)目的整體質(zhì)量，而且還可能引發(fā)安全事故，給施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。部分項(xiàng)目混凝土噴射后，含水率明顯高于建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，致使結(jié)構(gòu)粘結(jié)力不足。MH-2納米級(jí)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(jié)力達(dá)到3MPa以上，28d則能夠使強(qiáng)度升高至40MPa。與傳統(tǒng)施工方案相比，MH-2納米級(jí)外加劑的使用令強(qiáng)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(yōu)勢(shì)，在噴射混凝土施工過程中將不會(huì)對(duì)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(qiáng)度的同時(shí)，避免了酸堿化合物對(duì)其它工序的影響。

3? MH-2外加劑在噴射混凝土施工中的應(yīng)用

3.1 工程概況

重慶鐵路樞紐東環(huán)線起于渝黔鐵路珞璜南站（含），止于襄渝鐵路磨心坡北場(chǎng)（不含），正線線路全長(zhǎng)158.666km，含東環(huán)線銜接襄渝線聯(lián)絡(luò)線、渝懷線聯(lián)絡(luò)線工程，以及機(jī)場(chǎng)支線、黃茅坪支線。其中由中鐵二十局承建的DHZQ-2標(biāo)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(zhǎng)3618m，最大埋深330m。隧洞穿粉質(zhì)粘土、泥巖、砂巖。洞身主要為Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖，采用工字鋼、格柵拱架配合超前小導(dǎo)管、組合中空錨桿，C25噴射混凝土進(jìn)行初期支護(hù)。

3.2 應(yīng)用方法

由于噴射混凝土施工方式與傳統(tǒng)澆筑有很大區(qū)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(jìn)行合理的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確保外加劑的使用能夠符合項(xiàng)目施工要求。同時(shí)通過預(yù)先的試驗(yàn)，也可以提前了解產(chǎn)品可能存在的副作用，從而避免此后造成大規(guī)模的返工。在實(shí)驗(yàn)完畢之后，需要根據(jù)MH-2產(chǎn)品的特點(diǎn)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(qiáng)度、收縮變化有很大不同，合理的設(shè)置工況溫度有利于產(chǎn)品切實(shí)發(fā)揮功能。筆者建議，施工人員宜在5℃以上溫度條件下進(jìn)行施工，嚴(yán)格按照產(chǎn)品說明書來落實(shí)。其次，要控制好MH-2納米級(jí)外加劑的使用量。過多則將造成浪費(fèi)，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(xì)骨料、水泥共同攪拌均勻。最后，要根據(jù)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(jìn)行作業(yè)。噴層的厚度過大可能出現(xiàn)墜落、滑移的現(xiàn)象，而噴層厚度小則又令施工進(jìn)度受到影響。按照產(chǎn)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(yè)中，厚度可適當(dāng)升高，而隧道拱部為了實(shí)現(xiàn)混凝土的均勻就必須稍微降低。

4? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，噴射混凝土施工技術(shù)以其效率高、作業(yè)過程簡(jiǎn)易的特點(diǎn)，在各類基建項(xiàng)目中得到了十分廣泛地應(yīng)用。但由于國(guó)內(nèi)技術(shù)、設(shè)備均較為落后，施工出現(xiàn)的剝落、回彈和不均勻問題也一直困擾著業(yè)界。承建單位應(yīng)了解產(chǎn)品的特點(diǎn)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(fā)揮MH-2納米外加劑減水、增強(qiáng)、抗腐蝕的特點(diǎn)，不斷提升項(xiàng)目的施工質(zhì)量。

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