喷射纤维混凝土及其在加固工程中的应用分析_黄德帅.pdf

住宅与房地产HOUSING AND REAL ESTATE172ARCHITECTURE FORUM建筑 论坛文/Article 黄德帅 孙 林 王 刚喷射纤维混凝土及其在加固工程中的应用分析摘要：在新时期工程项目建设中，加固工程具有十分重要的作用。目前，建筑领域所出现的新型建筑材料之中，喷射纤维混凝土材料不仅结合了喷射混凝土优势与纤维混凝土的优势，还具有施工效率高、性能优良、质量可靠等优势，在工程领域中得到了广泛的应用。基于此，文章首先介绍了喷射纤维混凝土的基本概念，然后分析了喷射纤维混凝土材料构成与配比，最后对喷射纤维混凝土在加固工程中的应用实践进行了探索，以供参考。关键词：喷射纤维混凝土；加固工程；新型建筑材料当前，在科技的推动下，建筑领域出现了很多新型建筑材料。其中，喷射纤维混凝土改进了混凝土的整体性能，在诸多项目工程中应用良好。就喷射纤维混凝土而言，与普通混凝土相比，不仅施工工艺简便，还可增加建筑物的多种性能，且价格实惠。道路路面工程、桥梁结构工程、隧道衬砌支护工程等对工程项目中均有喷射纤维混凝土的应用，其在实际施工应用中获得了良好的效果，具体应用原理是借助压缩空气高速喷射的方式将掺入纤维的喷射混凝土喷射到受喷面。当前研究喷射纤维混凝土在加固工程中的应用，在改进建筑物的性能方面具有重要的价值。1 喷射纤维混凝土概述喷射纤维混凝土是在普通的喷射混凝土之中添加了具备高性能的纤维材料，以喷射机械设备为载体，利用压缩空气作为动力，按照一定的比例对砂子、石子、水泥、外加剂、纤维等原材料进行拌和，并以高度喷射的方式将纤维混凝土喷射到受喷面上，硬化之后实现加固的效果。喷射纤维混凝土的特点如下：一是喷射纤维混凝土的抗耐性比较高，且抗阻裂性也比较强；二是喷射纤维混凝土有着良好的抗冲击性能；三是喷射纤维混凝土的耐磨性比较高，且耐腐蚀性高，可以更好地满足工程项目对耐腐蚀性的要求；四是喷射纤维混凝土有着很强的抗渗性能，且抗冻融性能也很好，保证建筑物性能的完整；五是喷射纤维混凝土之中的高性能纤维，能改善混凝土材料的黏聚性，在加固工程中应用喷射纤维混凝土可降低回弹率，在工程领域中获得广泛应用，成为新时代建筑材料的新宠。2 喷射纤维混凝土材料构成与配比2.1 材料构成（1）水泥。在喷射纤维混凝土的配制上，水泥是其最主要的原料之一，对于水泥的选择则需要优先选择不低于 32.5 级的新标准硅酸盐水泥。（2）砂。对于砂，则需要选择中粗砂，其细度模数需要控制在不小于 25。（3）石子。对于石子的选择，需选择卵石，或者碎河石，但以卵石最佳，石子的直径最好不超过 2 cm，这些石子之中不可含有活性二氧化硅材料。（4）外加剂。在加固工程施工中，对于外加剂的选HOUSING AND REAL ESTATE住宅与房地产173择，需结合实际需求来选择，如引气剂、减水剂、速凝剂、黏结剂等，必须按照具体的施工需求来选择。（5）纤维。对于纤维的选用，最好选择聚丙烯纤维，细度控制在 6 8 m，长度为 1.9 cm，因为这种类型的纤维有着良好的弹性，且有着很强的抗多次形变能力，吸水性能比较好，快速分解性能也比较好，尤其是化学稳定性比较好，凭借这些优势，可以说纤维是用来提升混凝土性能的最佳材料。（6）水。喷射纤维混凝土采用的水质需要与普通混凝土相同，且需要符合现行行业的标准。2.2 配比在加固工程中，应用喷射纤维混凝土来进行施工，要先确定各种原材料的配比，这样才能够更好地保证混凝土的性能。对于喷射纤维混凝土材料的配比，需要以试配试喷的方式来获取最终的配合比。此配合比不仅要满足设计的要求，还需要满足节约水泥资源、降低回弹率、黏附性高等方面的要求。若是有特殊情况，还需要满足抗冻性、抗渗性等要求。3 喷射纤维混凝土在加固工程中的应用方法3.1 干拌法干拌法是喷射纤维混凝土的应用方法之一，此方法是在干燥的状态下，将水泥、纤维、砂子、石子等进行拌和处理，保持集料的均匀性，以压缩空气为动力，将这些集料输送到喷嘴的位置，将集料与压力水进行混合之后，就可以对受喷面进行喷灌作业。应用该方法时，必须选用熟练的从业人员来操作，在配比的过程中，水灰比应该偏小，石子选择连续级配，粒径不可过大，采用的水泥量也不可过少，强度为 28 34 MPa 的水泥是最为适宜的，此强度的水泥有着良好的黏结性。但是，由于此方法有着很大的喷射速度，粉尘污染的情况比较严重，且回弹率较高，在应用范围上受到限制，加固工程施工时对于此方法的应用不多。3.2 湿拌法湿拌法是先将喷射纤维混凝土进行拌和处理，借助压降泵的动力将其送到喷嘴，随后借助压缩空气的动力实现喷灌作业。在加固工程施工中应用喷射纤维混凝土，最好选择随拌和随喷射的方式，这能在很大程度上降低稠度的变化率。因为此方法的喷射速度不是很高，水灰比逐渐增大，喷射纤维混凝土的初期强度并不会很高，但是这样可以有效降低回弹率，同时湿拌法的材料配合比处于受控范围内。与干拌法相比，湿拌法的应用效率是非常高的。在加固工程应用该方法需先将配制好的水泥、砂子、石子、纤维、外加剂等集料，装入喷射机设备中，然后以高压空气为动力，将集料送到喷头与水进行混合，然后通过较高的速度喷射到受喷面，最终形成加固的效果。采用该方法进行施工，要选择普通的水泥，还需要选择性能良好的骨料，而对于骨料粒径的控制，如果是粒径为 1 cm 的粗骨料，最好将其配比控制在 30%以下，最大粒径不可超过 2.5 cm，在施工中尽量不适用细砂。该方法的应用优势比较强，应用范围比较广，在岩石峒库工程、隧道或地下工程、矿井巷道的衬砌和支护等工程中都有着良好的应用效果，可以有效增强加固工程的整体效果，保证建筑物的整体使用性能。4 喷射纤维混凝土在加固工程中的应用要点4.1 喷射作业准备在喷射作业开始之前，需要对喷射面进行检查，确保喷射面凿除和模板支设都符合相应的施工要求，需要将喷射面上的粉尘、浮渣等进行冲洗处理，干净之后，还需要确保喷射面的表面始终处于湿润的状态，并提前对喷射作业人员进行专业培训。在喷射作业执行之前，需要对喷头、输料管、喷嘴等连接部位进行检查，确保喷头内的水环、输料管与喷嘴的来凝结位置都有胶皮垫圈，检查连接是否保持紧密的状态，避免混合用水从连接位置渗出。同时，还需要对喷射机设备进行检查，并进行试运行操作，随后使用高压风水来对受喷面进行冲洗处理。4.2 喷机设备上料在喷射机设备上料时，则需要确保干喷机设备处于连续的上料状态下，同时还需要确保机筒内料满。在喷机设备上料时，为了更好地保证集料的质量，可以在设备的料斗口上安装一个孔径为 1.5 cm 的筛网，安装此筛网的目的在于控制骨料的孔径，以此规避超过孔径要求的骨料进入喷机设备中，避免出现喷头堵塞的情况，保证喷射作业的正常进行。住宅与房地产HOUSING AND REAL ESTATE174ARCHITECTURE FORUM建筑 论坛4.3 遵照喷射操作顺序在喷射的过程中，需要先注入水，然后进行送风操作，最后则是进料。在注水量的控制上，需要考虑到受喷面与喷出混凝土的具体情况，并在此基础上对注水量进行灵活的调整。在喷射操作执行的过程中，工作人员必须严格地按照作业顺序来施工。喷射作业的顺序是先侧面后顶面，自下而上、分片分段地进行喷射作业。若在加固工程施工中，喷射混凝土层的厚度超过 7 cm，则需要分层进行喷射。在纤维混凝土喷射作业的过程中，需要对前后两层喷射时间的间隔进行明确的确定。后一层的喷射时间，不可少于前一层混凝土的终凝时间。当混凝土终凝 1 h以后，就可以进行后一层混凝土的喷射。对于第二层喷射作业，工作人员需要先喷水，目的是将前一层的混凝土表面进行湿润处理，保证两层混凝土的黏结性，随后就可以进行第二层混凝土的喷射。在前后两层混凝土喷射的间隔时间内，如果第一层喷射的混凝土表面出现了被污染的情况，那么需要使用高压风、清水对其清洗，保持喷射面的干净，为后续喷射效果提供保障。4.4 选择喷射距离喷射机设备的出料口与受喷面之间的距离，需要结合现供风力的大小来灵活地进行调整，通常情况下保持在 0.6 1.0 m 这个范围最佳。喷射料束的最佳角度，以垂直喷面为最佳喷射角度。4.5 确定料束运动轨迹与旋转速度在喷射纤维混凝土施工的过程中，需要对喷射纤维混凝土的料束运动轨迹进行确定。通常情况下，料束的轨迹需以环形旋转水平移动，一圈压半圈，环形旋转的直径需要控制在 30 cm 以下。在喷射纤维混凝土施工的过程中，需要对喷射纤维混凝土的料束的旋转速度进行确定，通常情况下，对于料束旋转速度，2 s/圈为最佳的旋转速度。对于一次喷射厚度控制，在不坠落时的临界状态与实际所需厚度一致时，才可以继续向前移动，通常情况下厚度不得低于 5 cm。4.6 浇水养护处理在喷射纤维混凝土之后，需要对其进行养护处理。在喷射纤维混凝土养护方面，常用的养护方法是浇水养护。对于浇水养护第一次浇水，需要在喷射完 1 2 h内进行，后续的浇水养护时需控制浇水量，保持喷射纤维混凝土的表面保持湿润就可以。对于浇水养护时间，一般控制在不少于 2 周。如果工程施工期间的气温低于5，需要选用保水养护措施。5 结束语总之，喷射纤维混凝土作为一种新型的建筑材料，其完美地将喷射混凝土与纤维混凝土的优势集合于一体，实现了对施工工艺的改善，在土木建筑、道路桥梁、水利工程等方面得到了广泛的应用，尤其是对于坡度大、养护难度大的薄壁结构、滑膜结构，可以更好地发挥出其优势，实现对建筑物结构性能的强化。在加固工程中，喷射纤维混凝土凭借着特殊的材质、优质的力学性能、可靠的安全性脱颖而出，将来在工程领域必将获得广阔的发展前景。在今后加固工程施工中，需要深入研究喷射纤维混凝土的应用方法及施工工艺，以此更好地提升喷射纤维混凝土的应用效果，保证建筑工程项目的质量。（作者单位：中国建筑土木建设有限公司）参考文献1 梁世俊.纤维喷射混凝土在隧道施工中的应用研究 J.山西交通科技,2022(3):86-89.2 杨国利.利用纤维增强喷射混凝土对隧道进行初步衬砌 J.水利科学与寒区工程,2022,5(4):123-127.3 郭春红.纤维增强喷射混凝土支护施工与效益评价 J.水利技术监督,2021(4):130-132.4 霍琳颖,毕继红,赵云,等.不同纤维长度的混杂钢纤维混凝土本构模型 J.建筑材料学报,2022,25(10):1034-1039.