湿法喷射混凝土回弹率控制技术

王璞东，李 远，邵大明，曾祥军

（1．辽宁省农村水利建设管理局，辽宁沈阳 110003；2.辽宁江河水利水电新技术设计研究院，辽宁沈阳 110003；3.抚顺市水利工程建设质量与安全监督站，辽宁抚顺 113000；4.宽甸县水利局工程建设质量与安全监督站，辽宁宽甸 118200）

0 引言

回弹率。

湿法喷射混凝土，是预先按坍落度要求拌和完成的混凝土，喷射不产生粉尘，施工环境好，回弹率相对较低，喷射混凝土的密实度得到提高，从而强度也得到了提高。由于湿法喷射混凝土具有显著的优点，从而逐步得到了应用。但是有的施工中对混凝土配合比设计和控制不严格，以及施工技术控制不严格，也造成了湿法喷射混凝土的回弹率高，从而造成了原材料有较大的浪费。

在喷射混凝土的回弹率是施工中的一个重要的经济指标。为了更高效的利用喷射混凝土和降低喷射混凝土原材料的浪费，我们结合辽宁地区引输水工程中喷射混凝土应用研究喷射混凝土回弹率的影响因素，主要内容包括湿法喷射混凝土的原材料的影响因素和配合比的影响因素。

1 试验方法

回弹率是喷射混凝土回弹的量，一般是在施工现场测试。按结构划分或找一施工段侧墙或顶面进行试验，在地上铺设帆布（以尽量不丢失回弹料为宜）。然后喷射一定体积或重量的混凝土，将落到地面的混凝土收集并称重，落到地面混凝土重量占总喷射混凝土重量的比例就是喷射混凝土

2 原材料的影响因素

2.1 掺合料

1）粉煤灰对喷射混凝土回弹率的影响。粉煤灰不同掺量对湿喷混凝土的回弹率的影响的试验结果，见图1。

图1 粉煤灰掺量对湿喷混凝土回弹率的影响

随着粉煤灰掺量的增加喷射混凝土回弹率先降低后增加。在湿喷混凝土中当粉煤灰掺量为15%时，混凝土回弹率达到最低值；当粉煤灰掺量达到25%时，混凝土回弹率大于不掺加粉煤灰混凝土的回弹率。由此可见，适量的粉煤灰掺量不但降低喷射混凝土回弹率，还能降低喷射混凝土的经济成本；即粉煤灰在湿喷混凝土中最佳掺量为15%，最大掺量应控制在25%。

2）硅灰对喷射混凝土回弹率的影响。硅灰对喷射混凝土性能的影响的试验结果见表1。通过掺加硅灰后，喷射混凝土的性能获得以下提高：

①掺加硅灰后1 d和28 d抗压强度得到提高；②掺加硅灰后喷射混凝土的回弹率降低，C20、C25的喷射混凝土回弹率降低15%～20%，从而降低原材料的浪费；③掺加硅灰后喷射混凝土渗透高度明显降低，喷射混凝土渗透高度降低20%～30%以上，硅灰的掺用大大的提高了混凝土的抗渗性，从而提高了喷射混凝土耐久性。

由此可见，喷射混凝土中，掺入硅灰不但可以降低回弹率，还能提高混凝土的抗压强度和耐久性。

表1 硅灰对湿喷混凝土性能的影响

2.2 速凝剂

速凝剂初凝时间对喷射混凝土回弹率的影响的试验结果，见图2。按照标准JC477《喷射混凝土用速凝剂》的方法，进行速凝剂凝结时间，再依据混凝土初凝时间进行喷射混凝土试验；随着速凝剂凝结时间的增加，喷射混凝土的回弹率先降低后增加；当湿喷混凝土用的速凝剂初凝时间控制3～4 min时，喷射混凝土的回弹率相对较低。由此可见，为了降低喷射混凝土的材料浪费，湿喷混凝土用的速凝剂初凝时间为3～4 min。

3 配合比的影响因素

3.1 水泥用量

水泥用量对湿法喷射混凝土的影响的试验结果见表2。本试验通过控制相同的用水量和砂率及坍落度进行试验研究。随着水泥用量的增加，喷射混凝土的回弹率先降低后增加，抗压强度不断增加。当水泥用量达到420～460 kg/m3时，喷射混凝土的回弹率差异不大，即该水泥用量范围为喷射混凝土回弹率的最低水泥用量范围；当水泥用量超过460 kg/m3时，喷射混凝土回弹率迅速增加，但混凝土抗压强度增加值，非常不明显。由此可见，湿法喷射混凝土的最优水泥用量420～460 kg/m3，该水泥用量范围的回弹率最低。

图2 速凝剂凝结时间对回弹率的影响

表2 水泥用量对喷射混凝土的影响

3.2 坍落度

不同坍落度对湿法喷射混凝土的回弹率的影响的试验结果，可以看出：随着坍落度的增加喷射混凝土的回弹率先降低后增加，坍落度在不同的区间时，喷射混凝土的回弹率，有着明显的变化，坍落度过大或过小都会增加喷射混凝土的回弹率。当坍落度在140 mm和160 mm时，回弹率基本接近也为最低值；从而说明，当喷射混凝土的坍落度控制在140～160 mm时，喷射混凝土的回弹率最低，即喷射混凝土最优坍落度为140～160 mm。由此可见，采用湿法喷射应严格控制混凝土的坍落度（宜控制140～160 mm），明显降低喷射混凝土的回弹率，从而降低原材料浪费。

4 结论

通过试验研究和工程实践，提出降低湿法喷射混凝土回弹率的关键技术：

1）应掺入适量矿物掺合料粉煤灰和硅灰；粉煤灰的掺量宜控制在15%，最大掺量不应大于25%。

2）速凝剂的初凝时间宜控制在3～4 min。

3）水泥最佳用量420～460 kg/m3，当水泥用量大于460 kg/m3以后，喷射混凝土的抗压强度几乎没有增加。

4）混凝土的坍落度宜控制在140～160 mm，过大或过小的坍落度都会增加喷射混凝土的回弹率，从而增加了原材料的浪费。

［1］赖院生，陈远吉.混凝土配合比技术［M］.长沙：湖南科学技术出版社，2004.

［2］冯浩，朱清江.混凝土外加剂工程应用手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，2005.

［3］李金玉，曹建国.水工混凝土耐久性的研究和应用［M］.北京：中国电力出版社，2004.