隧道工程喷射混凝土施工的质量如何控制？ 水泥,混凝土,喷射

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。 
　　2.1.5 集料考试大－全国最大教育类网站(www．Examda。com)
　　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。