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MH-2纳米外加剂在喷射混凝土中的应用

作者:未知

  摘  要:MH-2纳米特种外加剂的应用有效避免了泌水、腐蚀等问题,给项目质量形成了良好的保障。基于此,该文着重分析了传统喷射混凝土施工存在的不足,以及MH-2外加剂所带来的改变。并结合具体施工经验,论述了该外加剂的应用对策,以供参考。
  关键词:MH-2外加剂  喷射混凝土  优势  施工质量
  中图分类号:TU528                                文獻标识码:A                        文章编号:1672-3791(2019)02(c)-0061-02
  1  普通喷射混凝土存在的缺陷
  所谓喷射混凝土,即通过压缩空气的方式来混合拌料,并将其以较高速度喷射到工作面。与传统混凝土浇筑所采用的振捣密实手段不同的是,喷射混凝土依赖于喷射过程中的反复撞击,使水泥与集料逐渐密实。因此,在此种施工技术的帮助下,混凝土结构的强度也将得到显著的改善。此外,喷射混凝土施工还有效地将运输、浇筑、振捣集成为一体化的工序,即使在极复杂的工况环境下也能够轻松灵活地开展施工。但值得一提的是,目前业界所采用的干式法施工回弹问题比较突出,令现场粉尘不断。尽管有部分施工单位在干式法基础上有所改进,也大多是利用水来控制回弹,所取得的效果微乎其微。通常而言,干式法喷射混凝土施工造成的粉尘超过70mg/m3,回弹率达到了20%~30%。而喷层的强度据统计普遍28d到达15MPa,且喷层的透水性也差强人意。
  2  掺加MH-2喷射混凝土的优点
  2.1 增加喷射混凝土一次性喷射厚度
  普通混凝土一次性喷射厚度为5~8cm,如果再持续对该处堆积喷浆将会因初期粘接强度差和自重原因掉块,造成混凝土浪费。掺入纳米材料的混凝土一次性喷射厚度增至15~20cm,且不掉块,达到了快速支护的效果。
  2.2 减少喷射混凝土回弹
  MH-2纳米级外加剂是由高分子有机化合物聚合而成,应用到喷射混凝土中可以有效达到减水、增强、防腐的功能。根据方案对比,普通喷射混凝土施工初凝实践为4min,8min后方能最终凝固。较长的凝固周期也导致部分混凝土浆掉落,采用湿喷工艺或使用外加剂已成为业内的共识。而加入MH-2纳米级外加剂后,混凝土浆仅需50S即可初凝,3min内实现终凝。与传统施工方案相比,外加剂令混凝土凝固速度提升了数倍。也正因如此,在施工中借助MH-2外加剂的速凝效果,可以使回弹率减少至3%~6%。而在普通施工方法中,这一指标甚或能够达到30%。除此之外,粉尘浓度也是喷射混凝土施工回弹的表现形式之一,部分项目施工的粉尘浓度已大大超过了规定的标准。MH-2纳米级外加剂的使用,则可以确保粉尘浓度始终控制在不危害施工人员安全的范围内,无疑更符合行业施工技术发展的方向。
  2.3 改善混凝土拌合物性能
  喷射混凝土中掺入纳米材料,因其独有的特性对喷射混凝土微观结构进行改性,其具有的高减水性,在保证塌落度的情况下可以减少单位用水量,降低水胶比。另外因纳米材料颗粒极小,可以填充水泥孔隙,增加了水泥浆的体重。足量的灰浆填充混凝土孔隙空间,覆盖和润滑骨料颗粒,减少拌合物的内摩擦,增加拌合物的粘聚力、流动性和可塑性,改善混凝土的和易性。纳米材料还可以阻塞砂浆的泌水通道,降低喷射混凝土的泌水,提高抗渗性。
  2.4 控制施工成本
  承建单位作为充分竞争的市场主体,在项目建设中不仅要以质量取胜,也需要兼顾项目造价成本,从而来获得更加客观的经济效益。而传统混凝土施工,承建单位未能考虑到项目特点,大多采用了“一刀切”的施工方案。实际上,不同地质条件的地层力学参数有所区别,需要因地制宜的落实施工计划。如在砂层、砂卵(砾)石层等松散地层,直接采用超前注浆的方式,可以有效加快项目进度。岩爆或富水区喷射混凝土施工中,利用MH-2纳米级外加剂来减少建材的使用。根据现场施工需要,若以0.40的水灰比来喷射,可以使胶材消耗减少近10%,速凝剂降低1%左右。除节省建材成本损耗外,MH-2外加剂还有利于控制人工、设备成本。在使用MH-2外加剂后,混凝土喷层的厚度较以往有很大的提升,故而整体施工成本得到了有效地控制。这对于承建单位在市场中的发展发挥着积极作用,也是建筑行业不断进步的内在动力。
  2.5 提升施工质量
  施工质量是项目的生命,也是承建单位的重要口碑。传统喷射混凝土施工由于技术落后、设备老旧的问题,导致施工质量饱受各界诟病。尤其是混凝土强度不足,不仅影响了项目的整体质量,而且还可能引发安全事故,给施工人员的生命财产安全造成威胁。部分项目混凝土喷射后,含水率明显高于建设标准,致使结构粘结力不足。MH-2纳米级外加剂所特有的减水功能,可以使混凝土中的含水率降低两成至三成。且混凝土喷射后喷层的初始粘结力达到3MPa以上,28d则能够使强度升高至40MPa。与传统施工方案相比,MH-2纳米级外加剂的使用令强度提升3倍左右。不仅如此,MH-2外加剂还具有无毒无害的优势,在喷射混凝土施工过程中将不会对钢筋造成锈蚀。如此一来,就可以在使用外加剂提升混凝土强度的同时,避免了酸碱化合物对其它工序的影响。
  3  MH-2外加剂在喷射混凝土施工中的应用
  3.1 工程概况
  重庆铁路枢纽东环线起于渝黔铁路珞璜南站(含),止于襄渝铁路磨心坡北场(不含),正线线路全长158.666km,含东环线衔接襄渝线联络线、渝怀线联络线工程,以及机场支线、黄茅坪支线。其中由中铁二十局承建的DHZQ-2标山洞岩隧道为单洞双线隧道,起讫里程为DK32+897-DK36+515,隧道全长3618m,最大埋深330m。隧洞穿粉质粘土、泥岩、砂岩。洞身主要为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩,采用工字钢、格栅拱架配合超前小导管、组合中空锚杆,C25喷射混凝土进行初期支护。
  3.2 应用方法
  由于喷射混凝土施工方式与传统浇筑有很大区别,因此外加剂的使用也不能太过随意。在添加MH-2之前,仍需要在工作面上进行合理的现场试验,确保外加剂的使用能够符合项目施工要求。同时通过预先的试验,也可以提前了解产品可能存在的副作用,从而避免此后造成大规模的返工。在实验完毕之后,需要根据MH-2产品的特点来确定施工温度。通常而言,不同类型的外加剂给混凝土浆所带来的强度、收缩变化有很大不同,合理的设置工况温度有利于产品切实发挥功能。笔者建议,施工人员宜在5℃以上温度条件下进行施工,严格按照产品说明书来落实。其次,要控制好MH-2纳米级外加剂的使用量。过多则将造成浪费,量少则又令效果大打折扣。施工人员需要将掺加量控制在5%,与粗骨料、细骨料、水泥共同搅拌均匀。最后,要根据MH-2的性能按照固定的厚度逐层喷射,待工作面凝固后再次进行作业。喷层的厚度过大可能出现坠落、滑移的现象,而喷层厚度小则又令施工进度受到影响。按照产品添加量,喷射混凝土厚度控制在30cm-80cm效果最佳。在边墙等部位喷射作业中,厚度可适当升高,而隧道拱部为了实现混凝土的均匀就必须稍微降低。
  4  结语
  综上所述,喷射混凝土施工技术以其效率高、作业过程简易的特点,在各类基建项目中得到了十分广泛地应用。但由于国内技术、设备均较为落后,施工出现的剥落、回弹和不均匀问题也一直困扰着业界。承建单位应了解产品的特点及可能存在的副作用,按照工况温度5℃以上,掺加量4%-8%的量添加,保持期望的坍落度。如此以来,才能够真正发挥MH-2纳米外加剂减水、增强、抗腐蚀的特点,不断提升项目的施工质量。
  参考文献
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