[发明专利]钢纤维喷射混凝土的施工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，具体涉及一种钢纤维喷射混凝土的施工工艺。 

背景技术

钢纤维喷射混凝土施工技术发展至今，其施工工艺以干喷法和湿喷法为主，通常根据不同的施工条件来选用合适的施工工艺。湿喷法施工时水灰比易控制、回弹率低、粉尘少，但是施工距离短；干喷法施工操作方便，施工距离长，但水灰比不易控制、回弹率高、粉尘多。钢纤维喷射混凝土是在空气压力作用下，高速喷射至受喷面上而形成的分布有不连续钢纤维的混凝土，具有钢纤维混凝土的良好性质，与素喷混凝土相比，提高了弯拉强度、韧性、延性和阻裂能力，可以有效减少混凝土的收缩裂缝，增强混凝土的耐久性和密实性，施工时，避免了挂网操作，可以实现无模化快速施工。因此，这项技术发展以来，在隧道和地下工程中的衬砌支护、矿山巷道的软岩支护、建筑物与桥梁的修补加固、水工建筑的面板防渗加固处理等很多工程项目上得到应用。钢纤维喷射混凝土不能人工振捣，只是依靠喷射时高速气流的作用，对混凝土的不断冲击达到振实的目的。所以，钢纤维喷射混凝土施工要保证施工效率，通过材料措施和技术措施降低回弹率、节约材料、增强施工质量。如何通过控制材料质量和配合比、改进施工技术来提高钢纤维喷射混凝土的施工质量是施工工艺的关键环节。 

发明内容

本发明的目的在于钢纤维喷射混凝土由于纤维的加入更需要控制施工材料质量和性能，混凝土拌和物的流动性、粘聚性、体积稳定性、低回弹率，施工工艺控制，是钢纤维喷射混凝土施工质量控制的主要目标是有较好的工作性、耐久性、强度、经济性。 

为了实现上述目的，本发明采用的具体技术步骤如下： 

一、钢纤维喷射混凝土施工材料要求 

1、水泥和水灰比：钢纤维喷射混凝土施工的首要要求是有良好的工作性，即混凝土拌和物有较好的流动性、保水性、粘聚性。水泥水化之后，胶合料覆盖在集料和钢纤维表面，减少了摩擦阻力，形成良好的流动性，促使钢纤维混凝土与受喷面粘结；水泥的强度与钢纤维喷射混凝土的强度基本上成正比例关系，但是高标号的水泥增加施工成本，水化热大，不利于混凝土强度的增长。水泥选用硅酸盐水泥，标号为32.5号，有特殊施工要求的可以根据使用环境选用相应品质要求的水泥种类。水灰比一般为0.40～0.60，湿喷法的水灰比比干喷法的水灰比略大一些。 

2、集料：钢纤维喷射混凝土所用集料包括粗集料和细集料两种。粗集料为钢纤维喷射混凝土提供支架作用，对于混凝土的强度起主要作用，细集料起填充空隙作用，其细度模数和砂率影响混凝土的粘聚性和流动性。砂子宜选择优质中粗河砂，细度模数为2.5～3.3的范围，石子应有良好的颗粒级配，但最大粒径应不超过10mm。砂率一般为50％～100％，根据干喷或湿喷工艺进行相应的级配试验来选择。 

3、钢纤维：钢纤维在喷射混凝土中的不均匀分布提高了混凝土的弯拉强度、韧性和阻裂能力。常用钢纤维的弹性模量为200GPa，抗拉强度为380～1300MPa，极限延伸率3％～30％。工程上使用的钢纤维一般长为20～35mm范围，其长度和粗集料的最大粒径均不应超过混凝土喷射管径的一半为宜，体积率一般为0.5％～2.0％。速凝剂的使用比例一般为2.5％～4.0％，减水剂根据试验确定用量。同时，要通过试验确定水泥与速凝剂和减水剂的相容性和具体用量。 

4、外加剂和掺和料：干喷法和湿喷法施工，都要求喷射混凝土拌和物的干料或是湿料在喷嘴处与速凝剂等混合喷出后，在很短时间内凝结。施工时，常用速凝剂或高效减水剂等缩短喷射混凝土的凝结时间，尤其是初凝时间。施工中，一些掺和料如活性粉煤灰、磨细矿渣、硅灰等被广泛的应用。这些掺和料能够填充水泥石结构的孔隙，增强混凝土的密实程度，改善混凝土拌和物的工作性，提高混凝土的黏聚性和体积稳定性，降低混凝土水泥水化热引起的温升，调节混凝土强度的发展，而且按一定比例掺入来代替水泥可以节约材料。 

二、钢纤维喷射混凝土施工工艺要求 

施工中，通常根据施工条件选择合适的施工设备和施工工艺。在施工的过程中，喷射设备依靠高强的风压进行喷射，在高压气流的作用下，喷射混凝土不断冲压增加了水泥与集料和钢纤维及受喷面的接触，加速了水化反应，提高了混凝土的均匀密实程度，增强了混凝土的耐久性。 

1、设备材料与使用的配合比