喷射纤维混凝土技术的发展与应用

喷射纤维混凝土技术的发展与应用
[摘要]喷射纤维混凝土无论是在柔性、抗弯强度、抗剪强度等方面其优越性都大大超过了普通的混凝土，因此在松软、破碎围岩和特殊地下工程中得到了越来越广泛的应用。

本文主要针对喷射混凝土的作用机理、特点以及施工工艺和质量控制进行简单介绍。

[关键词]喷射混凝土特点施工质量
中图分类号：tu377.1文献标识码：a文章编号：1009-914x（2013）17-0311-01
一、引言
在实际工程中，建筑物往往由于材料老化、环境腐蚀、改造、人为损害、自然灾害以及施工质量等问题而导致其承载力不同程度降低，其可靠性、适用性己远远不能满足现在要求；同时建国初期建成的大量建筑物逐渐接近或超过我国建筑物50年的设计基准期。

限于我国国情，其中的大部分不可能推倒重建，继续使用时必须进行补强加固处理。

在经过几十年大规模的基本建设之后，我国已有建筑物的维修、改造和加固已成为土木工程界最紧迫、最重要的课题之一；对已有建筑物的改造与加固成为经济发达国家的建设重点。

喷射frpc 具有广泛的应用领域，近年来，在土木建筑工程中的地位日益提高，在工程的支护、维护、修补、加固中起到了积极作用，取得了良好的技术经济效益。

二、喷射混凝土的特点
（1）自捣。

喷射混凝土以较高的速度（30～120m/s）从喷嘴喷
向岩面，先喷到岩壁上的混凝土受后喷混凝土的强烈冲击和压密，从而使混凝土结构密实，强度较高，不需要人工捣固。

（2）早强。

喷射混凝土能随地下工程掘进及时施工，自加入速凝剂后，凝结硬化快，有较高的早期强度，与锚杆配合使用，能有效控制围岩的松动和变形。

（3）密贴。

由于喷射混凝土是以高速喷射到岩壁上，与围岩具有较大的粘结力，能够及时封闭围岩，防止围岩风化和强度降低。

（4）柔性。

喷射混凝土层较薄，具有一定的柔性，特别是与金属网配合使用或采用钢纤维喷射混凝土时，其柔性将会得到明显的改善，可以同围岩协同变形。

达到让压卸压的目的。

（5）施工机械化程度高、速度快。

喷射混凝土的支护使混凝土的运输、浇灌、捣固等工序合为一条作业线，免除了立模、拆模等繁杂的工序，施工工艺简单；而喷射混凝土还可以用管道进行长距离输送。

因此，其施工机械化程度高、速度快。

（6）成本较低。

（7）适用范围较广。

喷射混凝土不仅能作为永久支护，而且也能用于掘进工作面的临时支护，还可用于处理工程事故，具有广泛的适应性。

三、喷射混凝土的施工工艺
（一）原材料的选择
（1）水泥。

应优先选用不低于r32.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，也可采用矿渣水泥，必要时采用特种水泥。

水泥品种标号
的选择应满足工程使用的要求，当加入速凝剂时还应考虑水泥与速凝剂的相容性。

（2）骨料。

粗骨料应选用坚硬耐久的碎石或卵石，其粒径不宜大于16mm，级配应连续。

喷射混凝土需掺入速凝剂时，不得使用含有二氧化硅的石材作粗骨料，以免碱骨料反应而使喷射混凝土开裂破坏。

细骨料应采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数宜大于2.5，含水率宜控制在5%～7%，含泥量不应大于3%。

细骨料过细会使干缩增大，过粗则会增加回弹。

（3）水。

喷射混凝土用水要求与普通混凝土相同，水质应符合现行国家标准《混凝土拌和用水标准》（jgj 63）的规定，水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。

（4）外加剂。

用于喷射混凝土的外加剂有速凝剂、引气剂、减水剂和增黏剂等，一般常用速凝剂。

选用外加剂应对混凝土的强度及围岩的黏结力基本无影响；对混凝土和钢材无腐蚀作用；对混凝土的凝结时间影响不大（除速凝剂和缓凝剂外）；吸湿性差，易于保存，不污染环境，对人体无害。

使用速凝剂的主要目的是使喷射混凝土速凝快硬，减少回弹损失，防止喷射混凝土因重力作用而引起脱落，提高它在潮湿或岩层中使用的适应性能。

（二）配合比设计
喷射混凝土的配合比设计应根据原材料性能、混凝土的技术条件和设计要求通过试验确定，无论干喷或湿喷，配合比设计必须符合下列要求：
（1）灰骨比，即水泥与骨料之比，宜为1∶4～1∶5。

水泥用量不宜小于400kg/ m3。

水泥过少，回弹量大，初期强度增长慢；水泥过多，硬化后的混凝土收缩增大，拌和料在喷嘴处瞬间混合时，水与水泥颗粒混合不均匀，水化不充分，降低了混凝土的强度，同时粉尘量增多。

（2）含沙率，即沙子在整个细骨料中所占的百分率，一般以45%～60%为好。

（3）水灰比。

水灰比是影响喷射混凝土强度的主要因素，当水灰比过小时，水泥不能获得足够的水分与其水化，硬化后有一部分未水化的水泥质点；水灰比过大时，过量的水蒸发后在水泥中形成毛细孔，降低了混凝土强度，适宜的水灰比值为0.4～0.5。

（三）影响喷射混凝土强度的因素
（1）拌和料的影响。

水泥含量、外加剂含量、水灰比、配合比等都是影响喷射混凝土强度的主要因素。

（2）喷筑条件的影响。

在喷射混凝土施工中，配料作业、环境温度、喷射机性能、喷射的环境条件、喷射手的技术水平等均是影响强度的主要因素。

特别是喷射手的技术水平是影响喷射混凝土强度的主要因素，喷嘴与受喷面的角度和距离、喷嘴移动速度和位置以及水量的控制等都是由喷射手掌握的。

四、喷射混凝土的质量控制
（一）进场材料的检查对每批进场的材料，应按规范规定进行目测和取样试验检查，合格后方可使用。

（二）质量控制试验质量控制试验可以在喷射混凝土质量出现问题前提出预报，使喷射混凝土质量符合规范的标准要求。

施工前及施工中通常应进行的试验，包括骨料的质量、级配、含水率，水泥与速凝剂的相容性等内容。

施工前，还应对设备的运转、施工工人的熟练程度及拌和料设计进行试验或考核。

（三）作业过程检查作业过程检查的内容主要有：材料质量及配比是否符合设计及规范要求；倒入料斗的料是否均匀，速凝剂是否与水泥得到适当拌和；喷射机运转、工作风压是否正常；受喷面是否符合要求；喷射工艺是否合适。

（四）强度检验
主要通过大板切割法、凿方切割法、钻芯取样法、等几种方法对喷射混凝土的强度进行综合检验。

（五）厚度检验喷射混凝土的厚度检验可用钻孔检查和预埋测针检查的方法进行。

每一作业循环检查一个断面，每个断面应从拱顶起，每间隔2 m布设一个检查点检查喷射混凝土的厚度。

其合格条件为：平均厚度大于设计厚度；检查点数的60%及以上大于设计厚度；最小厚度不得小于设计厚度的1/2，且不小于3cm。

五、结语
近几年来，喷射混凝土技术发展十分迅速，随着施工工艺的日趋完善、新型外加剂外掺料的开发，极大地改善了喷射混凝土的性能和适用范围。

可以预料，随着科技的不断发展和社会需求的不断增加，喷射混凝土技术的作用必将得到进一步发挥，其应用领域必将
日趋广阔。

参考文献
[1] 许天恩.混凝土喷射机现状和发展趋势[j].煤炭科学技术.2007.。