矿山喷射混凝土施
工技术要点
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第1节喷射混凝土的原材料及其配比
由于喷射混凝土工艺的特殊性, 对原材料的性能、 规格要求及其配比, 也和普通混凝土有所不同
一、 水泥
水泥的品种和规格应根据巷道支护工程的要求、 水泥对所用速凝剂的适用性, 以及现场供应条件而定。应优先选用普通硅酸盐水泥, 起特点是凝结硬化快, 保水性好, 早期强度增长快; 也能够根据实际情况选用矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥。矿渣水泥凝结较慢、 早期强度增长迟缓, 而且对滴水和低温特别敏感, 凝结硬化效果明显降低。火山灰硅酸盐水泥虽然粘着, 有利于降低回弹, 但早期硬化慢, 吸水性强, 需较长时期养护, 否则容易因迅速干燥而使水分过早蒸发, 导致喷射混凝土产生较大收缩而开裂。因此, 采用矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥作喷射混凝土用料时要慎重, 一般在喷射工作面无水或岩体较稳定时采用。如矿山水硫酸根离子含量高, 设计规定混凝土要有防腐蚀要求时, 应选用抗硫酸盐水泥。如采用碱性速凝剂时, 不得使用矾土水泥。
水泥标号一般不得低于325号。过期、 受潮结块或混合的水泥均不得使用。
二、 砂子
应采用坚硬耐久的中砂或粗砂, 系数模数应大于2.5, 含水率宜控制在5%——7%, 含泥量不得大于3%。细砂会增加喷射混凝土的干缩变形, 而且过细的粉砂中小于5μm的颗粒和游离二氧化硅
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的含量较大, 易产生大量粉尘, 影响操作人员的身体健康。 喷射混凝土用砂的技术要求见表1-6-1。
颗粒级配 泥土质含量( 用冲洗法实验) 按重量计不大于( %) 硫化物和硫酸盐含量( 折算为SO4) 按重量计, 不大于( %) 有机质含量( 用比色法实颜色不深于标准色, 如深于标准色, 则以混凝土进行验)
强度对比实验加以复核 1 3 筛孔尺寸( mm) 累计筛余( 以重量%计) 0.15 0.30 1.2 5.0 95~100 70~95 20~55 0~10 三、 石子
应采用坚硬耐久的卵石或碎石, 粒径不应大于15mm。采用卵石。因其光滑干净, 对喷射机和输料管路摩损少, 有利于远距离输料和减少堵管故障。碎石混凝土比卵石混凝土强度高, 喷射作业中回弹率也较低, 但碎石有棱角, 表面粗糙, 对喷射机和输料管路摩损严重, 应尽量少用。
喷射混凝土用石子的技术要求见表1-6-2。
当使用碱性速凝剂时, 不得使用含有活性二氧化硅的石材。
四、 水
凡能饮用的自来水及洁净的天然水都能够作为喷射混凝土混合用水。混合水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质,
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不得使用污水以及PH<4的酸性水和含硫酸盐量按SO4计算超过水重的1%的水。
五、 速凝剂
速凝剂按成分可分为两类: 一类是以铝酸盐和碳酸盐为主, 再复合一些其它无机盐类组成; 另一类则以水玻璃为主要成分, 再与其它无机盐类复合组成。按形状又可分为粉状和液状两类。 速凝剂能使喷射混凝土凝结速度快、 早期强度高、 后期强度损失小、 干缩变形增加不大、 对金属腐蚀小、 在低温( 5℃左右) 下不致失效。使用速凝剂前, 应做与水泥的相容性试验及水泥净浆凝结效果试验。初凝应在3~5min范围内, 终凝不应大于10min。速凝剂掺量应根据水泥性能、 相容性试验、 施工现场环境温度、 速凝剂出厂说明书要求进行水泥净浆凝结试验, 决定最佳掺量, 一般约为水泥重量的2.5~4.0%。
速凝剂的运输存放必须保持干燥, 不得损坏包装品, 以防受潮变质, 影响使用效果和工程质量。过期的、 变质结块的速凝剂不得在重要工程使用。一般工程使用前必须重做试验, 决定掺量后酌情使
用。
六、 配合比
由于喷射混凝土施工工艺的特点, 在选择喷射混凝土配合比时, 既要满足支护结构对喷射混凝土的物理力学性能方面的要求, 又要考虑喷射混凝土施工工艺方面的要求, 而使喷射混凝土具有足够的抗压、 抗拉、 粘结强度, 又使喷射混凝土收缩变形值保持最小, 喷
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射作业时的回弹率也最低。
这里的混合料配合比是指一立方米喷射混凝土中, 水泥、 砂、 石子所占比例。不应认为水泥用量越大越好。水泥用量大, 喷射混凝土的收缩也大, 容易开裂, 而且费用增加。为了减少喷射时的回弹物, 喷射混凝土与普通混凝土相比, 其石子用量要少得多, 而砂子用量则相应增大, 甚至达50%。砂率高了, 集料总表面积就增大, 也就势必要求更多的水泥浆包裹集料表面, 以满足喷射混凝土强度的要求。实际上也不能过多使用水泥。
一般喷射混凝土混合料的配比如下:
水泥与砂石只重量比为1: 4~1: 4.5 , 砂率宜为45%~55%; 水灰比宜为.04~0.45
速凝剂掺量应根据产品性能经过实验确定。
喷浆时, 水泥: 砂为1: 2至1: 3( 重量比) , 水灰比0.4~0.55。喷射混凝土时, 水泥: 砂: 石子为1: 2: 2, 1: 2.5: 2, 初喷时可适当减少石子掺量, 水灰比0.4~0.5。
原材料按重量计, 称重的允许偏差, 水泥和速凝剂均为±2%, 砂和石子均为±3%。
第二节 喷射混凝土的主要工艺参数
喷射混凝土的工艺流程中, 主要是供料、 压气、 供水、 供电四大系统。四大系统齐备, 才能进行正常喷射混凝土操作。可是工作气压多大合适, 喷头喷射的方向以及喷头距受喷的围岩表面距离多少才能有效地作业, 一次碰层厚度多大为合理, 初喷和复喷的间
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