田應(yīng)平

摘 要：噴射混凝土支護(hù)目前在煤礦井巷工程中得了到普通應(yīng)用，選擇合適的材料和確定合理的工藝參數(shù)可以顯著地提高噴射強(qiáng)度、減少回彈率。本文首先對(duì)噴射混凝土材料選擇作出了說明，然后總結(jié)我國(guó)噴射混凝士的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，研制了井巷支護(hù)中噴射混凝土的重量配合比可參照表，最后對(duì)工藝參數(shù)作了詳細(xì)的論述，對(duì)指導(dǎo)噴射混凝土施工具有重要意義。

關(guān)鍵詞：水泥；配合比；噴射混凝土

中圖分類號(hào)：TE24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）01-0167-01

1 噴射混凝土材料

1.1 水泥

噴射混凝土要求凝結(jié)快、早期強(qiáng)度高。噴射混凝土使用水泥標(biāo)號(hào)一般不應(yīng)低于425#。近年來，為適應(yīng)噴射混凝土的發(fā)展，改善施工工藝，研制出超早強(qiáng)水泥、煤矸石速凝早強(qiáng)水泥和噴射水泥等，都具有明顯的速凝、快硬、早強(qiáng)、高強(qiáng)和微膨脹等優(yōu)良性能。使用這些水泥進(jìn)行噴射混凝土?xí)r，不再需要添加速凝劑。

1.2 砂

一般用中砂或粗中砂混合的石英砂為最好。砂子使用前應(yīng)過篩，含泥量超過3%時(shí)，要用水沖洗。

1.3 石子

可采用堅(jiān)硬的河卵石或碎石。卵石本身強(qiáng)度高，表面光滑，有利于在管道中輸送，可以減少堵管現(xiàn)象。故在條件許可范圍內(nèi)，應(yīng)優(yōu)先采用河卵石作粗骨料。石子使用前應(yīng)篩洗。河卵石粒徑不應(yīng)大于20mm，級(jí)配要適中。

1.4 水

水質(zhì)要潔凈，不應(yīng)含有雜質(zhì)。污水、PH值大于4的酸性水和硫酸鹽含量按SO4。計(jì)超過水重1%的水都不許使用。

1.5 速凝劑

速凝劑的使用效果與水泥品種有著密切關(guān)系，不同的速凝劑對(duì)于：不同品種的水泥的適應(yīng)性是有差異的，因此使用前應(yīng)根據(jù)所用水泥的性能、施工溫度等條件按速凝劑出廠說明書的要求進(jìn)行水泥凈漿凝結(jié)試驗(yàn)，決定最佳摻量。

摻量一般為水泥重量的2.5%～4%。要求3～5min初凝。

2 噴射混凝土的配合比

配合比的合理與否對(duì)噴射混凝士的效果關(guān)系極大，應(yīng)根據(jù)不同的用途和噴射部位來確定。合適的配合比應(yīng)使噴射混凝土層有足夠的抗壓、抗拉和粘結(jié)強(qiáng)度，以及收縮變形值小，同彈率低?？偨Y(jié)我國(guó)噴射混凝士的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，井巷支護(hù)中噴射混凝土的重量配合比可參照表1選用。

3 噴射混凝土的主要工藝參數(shù)

3.1 噴射機(jī)的工作風(fēng)壓

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得知：當(dāng)輸料長(zhǎng)度l0～15m，噴頭距受噴面1～1.2m，混凝土的配合比為1：2：2時(shí)，WG一25型噴射機(jī)的風(fēng)壓一般為0.09～0.12MPa；LHP一701型噴射機(jī)為0.15～0.13MPa。其它條件不變時(shí)，工作風(fēng)壓隨水平輸料管長(zhǎng)度增加而增大的關(guān)系基本上是線性關(guān)系。我國(guó)建筑科學(xué)研究院經(jīng)研究得出如下公式：

空載壓力：0.001×輸料管長(zhǎng)度（m）MPa

工作壓力=0.1+0.0013×輸料管長(zhǎng)度（m）MPa

3.2 水壓

水壓應(yīng)比風(fēng)壓大0.1MPa左右，以利于從水環(huán)射出的水能充分濕潤(rùn)瞬間通過噴頭的混合料。一般噴頭供水壓力為0.25MPa。

3.3 水灰比

水灰比是一個(gè)重要參數(shù)。根據(jù)試驗(yàn)，最適宜的水灰比介于0.4～0.5之間，在這個(gè)范圍內(nèi)，噴射混凝土的強(qiáng)度高而同彈率低。但因噴射工藝無法定量加水來控制水灰比，只能依靠噴射手根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)操作水閥控制給水量。一般來說，給水算l不足時(shí)，噴層表面出現(xiàn)干斑，回彈率增大，粉塵飛揚(yáng)，混凝土不密實(shí)；若水量過大，則混凝土產(chǎn)生滑移以致流淌。合適的水灰比應(yīng)使剛噴射過的混凝土表面有一層水亮光澤，粘塑性好，一次噴射厚度較大。

3.4 噴頭與噴射面的距離及傾角

工作風(fēng)壓一定時(shí)，若噴頭距受噴面太近，會(huì)使灰漿四濺，回彈率劇增；若此距離太遠(yuǎn)則會(huì)造成料束分散、搗固無力、骨料大量墜落。因此，因合理調(diào)整噴頭與受噴面的距離。一般此距離在0.4～1.0m之間為宜。

實(shí)踐證明，噴頭噴射方向與受噴面垂直時(shí)，回彈最小，當(dāng)噴頭與受噴面斜交時(shí)，必然出現(xiàn)。一個(gè)平行于受噴面的噴射分力，這個(gè)分力不利于噴射混凝土和巖面粘著，增加了回彈量。噴頭與受噴面夾角愈小，回彈愈多，因此，除了噴巖幫側(cè)墻下苛：日寸，噴頭的噴射角可下俯10°～l5°，其它方向始終要求噴頭的噴射方向垂直于受噴面。

3.5 一次噴射厚度

一次連續(xù)噴射混凝土的厚度應(yīng)當(dāng)適宜。若一次噴射厚度過大，在重力作用下，混凝土顆粒之間的凝聚力被克服，混凝土就要發(fā)生墜落，造成回彈率的急劇增大。但一次噴射厚度也不能太小，否則石子無法嵌入灰漿層中，也會(huì)造成回彈率增加。參考全國(guó)先進(jìn)生產(chǎn)礦井的情況，確定一次噴射厚度的最佳值為：噴墻，70～80mm，噴拱項(xiàng)部位，30～40mm。

3.6 噴層之間的間隔時(shí)間

間歇時(shí)間需視水泥品種、施工時(shí)的溫度和速凝劑的摻量等因素而定。常溫（15℃～20℃）下使用摻有速凝劑的普通硅酸鹽水泥時(shí)，多層噴射混凝士的噴射間歇時(shí)間為15～30min；不加速凝劑時(shí)應(yīng)隔4h左右。溫度較低或采用凝結(jié)慢的水泥時(shí)，間隔時(shí)間還應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)。

3.7 拌合料的靜放時(shí)間

攪拌好的噴射混凝土干料，應(yīng)嚴(yán)格控制靜放時(shí)間，否則會(huì)使噴層結(jié)構(gòu)疏松，強(qiáng)度降低，回彈率增大。摻有速凝劑時(shí)，靜放時(shí)間不得超過15min；不摻速凝劑時(shí)不得超過2h。