喷射混凝土加固工程中检测与试验应注意事项

王瑞芳

(山西建筑工程(集团)总公司建筑工程研究所，山西太原 030006)

0 引言

我们经过汶川地震后，树立了“学校是第一避难所”的理念，全国开展了“百校兴学”的工程，对中小学校舍的安全逐校逐栋进行了排查以及鉴定，工程完工后学校将同时承担这样的功能，发生灾害时，为人们提供临时避难场所——抵御自然灾害最安全的地方，对于防震减灾有着新的意义。太原市对中小学校危房进行了全面加固，我们作为检测试验单位也参与到了这项“百校兴学”工程当中。

由于喷射混凝土加固施工技术，具有工艺简单、施工方便、加固质量可靠、费用低等优点，众多设计单位根据工程特点，对“百校兴学”工程当中大量校舍的加固设计都不约而同的选择了这种技术。喷射混凝土技术从材料、施工机具、加固设计、施工技术及质量检查和验收等都有别于普通混凝土，作为检测与试验单位我们应掌握其工艺特点，尤其在原材料、配合比设计、强度检验与判定等方面加以注意。

1 原材料方面

喷射混凝土的原材料主要包括胶凝材料、粗骨料、细骨料、拌合水，另外根据工程情况掺加一些混凝土外加剂、纤维掺合料等。虽然与普通混凝土的组成材料基本一致，但其对原材料有着特殊的要求。为了保证喷射混凝土的施工质量，我们应了解和掌握原材料对施工质量的影响，根据其工艺特点，选用符合标准要求和工艺要求的原材料。

1.1 水泥

喷射混凝土应采用硅酸盐或普通硅酸盐水泥，因为硅酸盐或普通硅酸盐水泥与外加剂有着较好的相容性。也可采用矿渣硅酸盐水泥或其他水泥，所用水泥的强度等级不应低于32.5 MPa。当有防腐、耐高温等要求时，应采用特种水泥。

1.2 骨料

根据喷射混凝土管道输送和喷射成型的特点，对细骨料的细度模数、含水率和粗骨料的最大粒径、级配作出了规定。

1)细骨料应采用坚硬耐久性好的中、粗砂，细度模数不宜小于2.5。细砂易产生粉尘，也会增加喷射混凝土的干燥收缩、开裂，严重影响混凝土强度，所以不宜采用细砂。使用中、粗砂时含水率宜控制在5%～7%，对含水率低的砂可以提前洒水制备成潮砂，以捏起成团不散为宜，使其含水率符合要求。

2)粗骨料应采用坚硬耐久性好的天然卵石或机制碎石，其粒径应不大于12 mm，当使用纤维等掺合材料时，应依据规范要求选用粒径不大于10 mm的卵石或机制碎石。因为当未凝结的混凝土拌合料喷射到坚硬的结构表面时，部分骨料在压力作用下会产生回弹。而且，粗骨料粒径越大回弹量也越大，这将造成喷射混凝土配合比发生变化和影响喷射混凝土施工质量。卵石虽然光滑干净，对喷射机具和管路的磨损较小，也可以减少堵管，但其强度低于碎石混凝土。考虑到喷射混凝土工艺、设计厚度较薄等特点，为了减少回弹损失，粗骨料应采用小粒径碎石。不得使用会引起碱骨料反应的粗骨料，级配宜采用连续级配，不应采用单粒级配，否则会引起混凝土拌合物产生分离，粘结性变差，抗压强度降低等问题。

1.3 水

喷射混凝土拌合用水必须符合混凝土拌合用水标准或工程用水标准，也可采用生活用水。水质要求与普通混凝土相同，水中不应含有影响水泥凝结和硬化的有害物质，不得采用污水、酸性水、海水等。

1.4 外加剂

随着社会的发展，混凝土外加剂在工程中的应用越来越受到重视，外加剂的添加对改善混凝土的性能起到一定的作用。例如在喷射混凝土中掺入速凝剂，有利于提高早期强度、增大喷层厚度，减少回弹损失等。

水泥对外加剂的影响最大，水泥的选择直接影响到外加剂的效果，喷射混凝土所用速凝剂、增粘剂和膨胀剂等外加剂，无论其中选用哪种，在使用前都应与水泥进行相容性试验。最佳掺量应在施工前，根据水泥品种、水灰比等通过试验确定，在施工过程中使用时要准确计量，掺入外加剂的喷射混凝土的性能应满足设计要求。

1.5 纤维材料

为了改善和提高喷射混凝土的抗拉、抗剪、抗冲击和疲劳强度以及柔韧性等其他一些性能，根据施工工艺的要求，在一些喷射混凝土工程中也常掺入短纤维材料。短纤维材料应具有良好的耐酸、碱性和化学稳定性，可与水泥、粗细骨料一起搅拌，在混合料中应均匀分布，其规格、强度应符合标准规定，掺量和配合比应通过试配试喷确定。

2 配合比设计方面

喷射混凝土配合比的确定具有自身工艺的特点，必须通过现场的试配、试喷才能确定其施工配合比。在进行配合比设计时，主要参数胶骨比、砂率、水灰比应严格按照技术规范和配合比设计规程进行设计。除保证强度符合设计要求外，应满足施工工艺的要求，在特殊情况下，还应满足抗冻性和抗渗性等要求。

配合比的设计应根据喷射混凝土设计要求，首先按照混凝土常规配合比提出基准配比，再在现场进行试配、试喷，通过调整、验证才能确定其配合比，使配合比设计达到最优，最大程度的满足设计技术性能和施工工艺性能的要求。

3 强度检验方面

根据规范的要求，采用同材料、同配合比、同工艺的喷射混凝土划分为一个验收批，当材料、配合比、喷射工艺等等条件发生变化时应分批验收。在同一验收批中，每一工作班的每50 m3或者小于50 m3混凝土应至少制取一组用于检验混凝土抗压强度的试块。

抗压强度是衡量喷射混凝土力学性能的重要指标，由于喷射混凝土施工工艺与现浇混凝土不同，其抗压强度的检测方法也不同。喷射混凝土抗压强度的检测，应在现场根据实际工艺喷筑制作大块板件，采用切割法和钻取芯样法在同一批混凝土喷筑的同一块板件上制作3个混凝土抗压试件。试件应无明显裂缝和缺陷，其平整度、垂直度等应符合标准要求，对有明显缺陷的试件应予舍弃。

4 强度判定方面

喷射混凝土强度的合格判定应按承重构件和非承重构件分别进行。

1)承重构件加固用喷射混凝土的强度，当同时满足下列公式的要求时，该批混凝土的质量应判为合格:

当同批试块组数n≥10时，

当同批试块组数n＜10时，

2)非承重构件加固用喷射混凝土的强度，当同时满足下列公式的要求时，该批混凝土的质量应判定为合格:

当对喷射混凝土试块强度的代表性有怀疑时，可采用直接从喷射混凝土实体构件上钻取芯样的方法，对受检构件喷射混凝土的强度进行推定。

5 结语

喷射混凝土在我国混凝土结构和砌体结构的强度加固和抗震加固方面得到了广泛应用，使结构加固工程做到了技术先进、经济合理，也取得了良好的技术经济发展。以上对喷射混凝土技术在检测与试验方面应该注意的几个问题进行了分析，喷射混凝土技术尤其在配合比设计及其质量控制方面不同于普通混凝土，它有自身的工艺特点。影响喷射混凝土质量的因素很多，在原材料方面加以控制，通过合理的配合比设计，加强质量检验，从而确保喷射混凝土加固工程的质量，使喷射混凝土结构满足设计技术要求。同时，“百校兴学”是一项影响大、任务艰巨、复杂的社会系统工程，社会关注比较广泛。我们检测单位应严格按照标准、规范相关要求认真进行检测与试验。通过细致、扎实的工作，确保每一栋校舍的加固和改造质量，为“百校兴学”工程起到保驾护航的作用。

［1］ 王 建，张晓华.喷射混凝土在工程中的应用［J］.山西建筑，2011，37(11):85-86.