39  噴射混凝土如何應用外加劑？

噴射混凝土不要或只要半模板，可通過軟管在高空狹小工作區間向任意方向施工薄壁結構，工序簡單，機動靈活，施工進度快，適用于礦山和地下工程支護，邊坡加固，也可用于建筑薄殼屋頂、水池、預應力油罐，加固或修復磚石和混凝土結構。

一、外加劑選擇

噴射混凝土應用外加劑的目的在于：

（１）促使混凝土迅速凝結、硬化，有效地抵抗因重力所引起混凝土脫落或空鼓。

（２）提高混凝土的粘結力，減少回彈量，降低工作面粉塵量，增大一次噴射厚度。

（３）提高噴射混凝土的強度和耐久性。

（４）對人體健康無損害。

鋁酸鹽或硫鋁酸鹽型速凝劑可用于薄壁結構、建筑結構加固和修復、邊坡加固或基坑護壁等。硅酸鈉型速凝劑可用于地下工程、堵漏工程、建筑結構修復等。常用的外加劑有：

（一）速凝劑

噴射混凝土應選擇與水泥適應性好、凝結硬化快、回彈小、28ｄ強度損失小、低摻量的速凝劑。最早使用的速凝劑有紅星一型、711型、陽泉一型等，而這些速凝劑普遍存在堿性大、腐蝕性強、粉塵多、回彈率高、后期強度損失大等缺點。近年來傾向于推廣使用堿性較小、回彈率較低、混凝土強度損失少的速凝劑。液體速凝劑粉塵少、回彈率低，應用量逐步增大。

（二）高效減水劑＋速凝劑

減水劑與速凝劑復合使用，具有較好的和易性、可輸送性和粘聚性，回彈率和粉塵濃度降低，節省水泥用量，減少強度損失，提高混凝土的物理力學性能及耐久性（表１、表２）。減水劑可用非緩凝的ＮＦ，FDN等高效減水劑。國外有用聚羧酸高效減水劑、硅灰、無堿速凝劑生產出了低水灰比、高坍落度、高強度、耐久性好的高性能噴射混凝土Ｌ12。該混凝土強度達到60MPa，強度損失僅10％，回彈率僅2.3％，與之相對比的硅酸鈉速凝劑強度損失為55％。

表１　摻減水劑混凝土與速凝劑混凝土強度比較

表２　回彈率及粉塵濃度對比

（三）早強劑＋速凝劑

對既要求速凝，又要求早強的工程，應采取這種外加劑。

（四）增黏劑＋速凝劑

增黏劑可用有機增黏劑或硅灰，該復合外加劑能夠減少回彈和施工粉塵，提高噴射混凝土質量。

（五）防水劑＋速凝劑

在有抗滲要求的場合，用防水劑復合速凝劑不但滿足了噴射施工的要求，而且提高了防水能力。

（六）減水劑

對于平緩的巖坡、壩肩等部位，可單摻減水劑，如萘系高效減水劑及木質素磺酸鈣。

二、施工技術

噴射混凝土的施工方法是利用噴射機將混凝土在一定的壓力下噴射到施工部位，在很短的時間內即能凝結硬化，使被噴射的巖石或結構物得到加強和保護。噴射施工方法又可分為干式和濕式噴射混凝土，通常多使用干法施工。干式是用噴射機壓送干拌合料，在噴嘴處加水加壓噴出。干式噴射施工時粉塵較大，施工條件較差，噴射到工作面后回彈較大，多時可達到30％左右。濕式是將水灰比為0.45～0.5的混凝土拌合物，輸送至噴嘴處加入速凝劑噴出。濕式噴射混凝土施工，可以使工作面附近空氣中的粉塵含量降低到２mg/ｍ³以下，合乎國家規定的衛生標準，混凝土的回彈可減少到5％～10％，既可改善工作條件，又可降低原材料消耗。它的主要缺點是：混凝土拌合物容易在輸送管中凝固和堵塞，造成清洗麻煩。

為改善干噴的缺點，現在將干法的集料在“微潮”狀態下（水灰比0.1～0.2）輸送到噴嘴處，再加水加速凝劑加壓噴出，這也可稱為半干法。此法粉塵要小些，回彈率也可降至10％～20％。

三、質量控制

首先，需注意速凝劑等外加劑與水泥的相容性，優先使用硅酸鹽和普通硅酸鹽水泥，強硫酸鹽環境可選用抗硫酸鹽水泥，速凝劑在鋁含量高的水泥中速凝效果好，礦渣水泥中速凝效果差些。所使用的水泥應新鮮，不得使用過期或受潮結塊的水泥。

水泥強度等級應大于32.5，水泥用量以370～420kg為宜，砂率一般為45％～60％，水灰比以0.4～0.6為宜，不可過大，噴出物不流淌，無干斑，回彈少，色澤均勻即可。為減少回彈并防止物料在管路中的堵塞，石子的最大粒徑應小于混凝土輸送管道最小直徑的１/３，且不大于20ｍｍ，一般宜用15ｍｍ的石子。砂應為細度模數2.6～3.5的中砂或粗砂，粒徑小于0.75ｍｍ的砂粒含量應在20％以下。

根據要求的凝結硬化速度決定速凝劑的摻量，常用摻量為2.5％～4％，摻量太小時，促凝效果不顯著，太多時后期強度降低，在滿足施工要求時，摻量宜取低限，一般不宜超過８％ （視速凝劑品種、施工溫度、工程要求而定）。

根據不同部位選擇外加劑。如噴射頂拱時，復合使用減水劑和速凝劑；噴射邊墻、壩肩陡坡等部位時，可減少速凝劑的摻量；壩肩緩坡、平臺等部位的可僅摻減水劑。干噴法的干混合料停放時間應盡量短，控制其不超過20min。采用濕法或水泥裹砂噴射法減少粉塵和回彈，提高施工質量，成型后注意濕養護，防止出現裂縫。