配合比參數(shù)對(duì)噴射混凝土回彈率的影響研究

蔣慧慧

安徽省阜陽市建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)站 安徽阜陽 236000

1 概述

采用濕混凝土噴射技術(shù)干燥工藝，可有效降低粉塵濃度和恢復(fù)率，保證混凝土質(zhì)量。從原材料、相應(yīng)關(guān)系和施工過程三個(gè)方面對(duì)降低回收率的方法進(jìn)行了展示。加入超細(xì)礦物摻雜劑，恢復(fù)抑制材料，改變混凝土的韌性和工作性能，降低噴涂混凝土的回收率。在隧道設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，分析了噴射混凝土回收系數(shù)，研究了濕噴角、濕噴距離和質(zhì)量小分的快速凝結(jié)體在質(zhì)量部分的影響，結(jié)果表明噴射面積對(duì)反彈系數(shù)影響不大。考慮調(diào)整混凝土安裝比和注塑技術(shù)可以降低混凝土回收率，填料顆粒大小和噴射速度是影響混凝土回收率的主要因素。為了反映大量的反彈，設(shè)定了彈性系數(shù)，彈性系數(shù)被認(rèn)為是影響彈性系數(shù)的最重要因素。研究了潮汐噴射過程參數(shù)的影響程度，如工作風(fēng)壓、工作水壓、噴射距離、噴射角度和初始噴涂厚度對(duì)噴射過程回收率的影響程度，最終確定了最佳施工過程參數(shù)。分析和討論了噴射混合土的施工過程，有效降低了噴射混凝土的反彈系數(shù)。通過濕注混凝土回收率試驗(yàn)，建議將適量的粉末和二氧化硅混合在一起，控制快速凝固劑的初始凝固時(shí)間、水泥的凝結(jié)量以及混凝土的抗塌陷等級(jí)，從而自然降低噴涂混凝土的回收率。依托港珠澳大橋珠海連接線，對(duì)原材料影響、相應(yīng)比值、維修系數(shù)等因素對(duì)其功率進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，對(duì)機(jī)器人濕噴混凝土施工提出了一些技術(shù)指標(biāo)要求。陳文耀等人根據(jù)碰撞節(jié)能原理研究了噴射混凝土的回收理論。通過現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，濕噴混凝土的回收率在降低的同時(shí)，對(duì)回收系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究不足，因此有必要進(jìn)行石漿試驗(yàn)，揭示濕噴混凝土的修復(fù)方法和規(guī)律。濕噴技術(shù)廣泛應(yīng)用于道路隧道支撐，隧道施工采用濕噴技術(shù)作為隧道支撐，但統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)回收率約26%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于濕噴廠房所屬水導(dǎo)，造成現(xiàn)場(chǎng)人員、材料、資金浪費(fèi)，原路面濕噴混凝土，早期的石材會(huì)恢復(fù)得更多，隨著混凝土厚度的增加，砂漿在混凝土中將起到保險(xiǎn)杠層的作用，石材的修復(fù)狀態(tài)將下降。

2 配合比參數(shù)對(duì)噴射混凝土回彈率的影響

2.1 噴射混凝土現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果及分析

通過試驗(yàn)，分析水灰比（W/C）、砂率（P）、膠材料用量（C）3個(gè)因素對(duì)噴射混凝土回彈率的影響。通過正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，針對(duì)噴射混凝土的回彈率指標(biāo)而言，試驗(yàn)5的效果最好，回彈率最低，為12.5%，水平組合為A1（0.40）、B2（56%）、C3（480）。通過R值的大小可以看出，本試驗(yàn)因素存在顯著性順序，其主次關(guān)系為B＞A＞C，即影響噴射混凝土回彈率的因素最主要的是砂率，其次是水灰比、膠凝材料用量。

2.2 噴射混凝土的出機(jī)口性能

選取1（回彈率最大）、5（回彈率最?。┖?號(hào)（回彈率次小）3個(gè)配合比再次現(xiàn)場(chǎng)試拌后，出機(jī)坍落度、擴(kuò)展度、含氣量等都能滿足設(shè)計(jì)要求，拌合物狀態(tài)較好，無泌漿抓底現(xiàn)象。放置1h后，拌合物狀態(tài)也較好，坍落度損失很小，但擴(kuò)展度損失稍微偏大，從而推斷出保坍時(shí)間不能太久。

2.3 噴射混凝土現(xiàn)場(chǎng)力學(xué)性能

現(xiàn)場(chǎng)采用大型濕噴機(jī)械手作業(yè)，噴射順序遵循自下而上、先墻后拱的原則。選取5號(hào)配合比現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，速凝劑摻量為5%，噴射過程中，從拱腳往拱頂進(jìn)行噴射，拱腳噴射時(shí)混凝土散失較小，但噴射拱頂時(shí)有掉塊現(xiàn)象，經(jīng)仔細(xì)觀察，掉塊處存在松動(dòng)巖石，直接往上噴，造成混凝土與巖面黏結(jié)力不夠，初噴后有局部剝落現(xiàn)象，總體回彈量比較小;1號(hào)配合比現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，速凝劑摻量剛開始為3%，從拱腳往拱頂進(jìn)行噴射，經(jīng)觀察，回彈量較大，粉塵較多，存在掉塊現(xiàn)象;速凝劑摻量提高至4.5%后，掉塊現(xiàn)象減少，但總體回彈量還是較大。通過現(xiàn)場(chǎng)留置大板試件，1、5號(hào)配合比的實(shí)測(cè)強(qiáng)度基本都能滿足大于等于30MPa的要求。

2.4 噴射混凝土的現(xiàn)場(chǎng)回彈率

當(dāng)混凝土被投影到固體表面、鋼瓶或收集器中的顆粒（即使在噴射過程中碰撞）時(shí)，反彈的產(chǎn)生是不可避免的，并從噴丸中落下?；厥章实拇笮∨c幾個(gè)因素有關(guān)，在選擇了工程的預(yù)計(jì)混凝土組成比例后，通過現(xiàn)場(chǎng)施工調(diào)查總結(jié)了影響回收率的因素。反彈率高主要是由于以下原因：①氣壓、水壓控制不好、注射距離過大或太小；②注射順序不合理；③無分層注射，單次注射厚度過大；④增設(shè)代理不符合規(guī)定；②現(xiàn)場(chǎng)配比不合理，預(yù)計(jì)混凝土合理配比也是降低混凝土充盈率的關(guān)鍵。

3 結(jié)語

濕式噴射混凝土回彈系數(shù)試驗(yàn)研究得出以下結(jié)論當(dāng)在噴流的圍巖上開始注入適當(dāng)厚的砂漿層時(shí)，可降低下述濕式混凝土回彈系數(shù)，并可提高混凝土的抗壓性。在初期噴淋過程中，當(dāng)整塊石頭顆粒大于一瞬間時(shí)，可適當(dāng)增加空氣壓力，當(dāng)整塊石頭顆粒較大時(shí)相應(yīng)降低空氣壓力，以降低濕噴混凝土的回彈率，保證混凝土質(zhì)量。