湿喷技术常见问题解决方案，路桥人必看!

时间：2021-12-29

-----我国建筑装饰材料工业生产质量监督研究所/齐冬有

表明

较近几年，湿喷混凝土技术性获得了很大的快速发展和发展，湿喷运用愈来愈多，已从铁路线向道路、地铁站拓宽，湿喷混凝土砂浆配合比技术方案、湿喷机械手、中碱速凝剂、喷出技术工种都获得了一定的发展趋势，但也显现出许多问题，例如耗费与回弹力问题、初期强度不够的问题、中后期强度倒缩问题、粘接力赛跑、握裹力问题。我国装饰建材监管研究所齐冬有*教授发过来他的科研成果，在喷出混凝土相互配合还有速凝剂根源上有深度的思索，现分享给大伙儿，期待招来大量的关心和思索，强有力推动湿喷砂浆配合比技术方案的颠覆性转变。

前言

湿喷混凝土普遍现象回弹力大、成本增加、初期强度低、中后期强度比低、烟尘大等问题，见图1。这种问题产生原理有哪些？解决方法怎样？

一、湿喷混凝土回弹力问题的产生原理

大家常常发觉一个问题：

依照GB/T35159-2017《喷出混凝土用速凝剂》检验速凝剂时，水泥净浆凝固時间实际效果非常好，初凝時间低于3分鐘，做到一等品性能指标，但具体湿喷混凝土的回弹力依然非常大。不难看出，速凝剂凝固時间快，不一定湿喷混凝土的回弹力就小。危害湿喷混凝土回弹力率的关键性要素并并不是凝固時间。

自然危害湿喷混凝土回弹力率的原因许多，下边仅从湿喷混凝土的水化原理这一实质要素开展剖析。湿喷混凝土应用的速凝剂类型许多，速凝原理很繁杂，为了更好地有利于了解，简易的可以分成偏碱速凝剂和中碱速凝剂。

偏碱速凝剂和中碱速凝剂的作用机理是不一样的。粉煤灰水泥在生产制造的时候会添加适量二水熟石膏，主要是同水化速率迅速的水泥熟料矿物C3A反映，在水泥熟料矿物表层产生无定形的水化硫铝酸钙细腻塑料薄膜，阻拦了水泥熟料矿物C3A的太快反映，进而具有初凝的功效，也促使粉煤灰水泥在放水之后具备不错工程施工特性。

湿喷混凝土工程施工时，湿喷混凝土与速凝剂混和后马上更改了混凝土料浆饱和溶液中各种各样正离子间的均衡。

偏碱速凝剂的添加，促使饱和溶液中OH-离子浓度的大幅度提高，饱和的OH-与Ca2 反映转化成Ca(OH)2进行析出。

这时，饱和溶液中Ca2 浓度值减少，摆脱原来的含量均衡，早已在水泥熟料矿物表层产生无定形的水化硫铝酸钙塑料薄膜开裂，C3A加快水化，Ca2 、AlO2-很多进到饱和溶液并与H2O快速响应转化成六方板块的水化铝酸钙（C3AH6）。

因为水泥中熟石膏含量比较有限，并在高碱性自然环境下，熟石膏的初凝功效不会再产生，C3AH6迅速结晶体发展，并融合很多H2O，进而促使混凝土变干，凝固并造成强度。

在添加含NaAlO2的偏碱速凝剂时，以上反映全过程中提高了饱和溶液中的AlO2-含量，加快和增加了C3AH6的产生，这也是铝氧塑胶速凝实际效果比一般的偏碱速凝剂好些缘故。

中碱速凝剂（比如主要成分为Al2(SO4)3的速凝剂）的添加，主要是提升了饱和溶液中Al3 和SO42-的质量摩尔浓度，进而较先在混凝土料浆饱和溶液中转化成水化硫铝酸钙（钙矾石，C6Aš3H32）,并慢慢生长发育成针状结晶，交叠产生网状组织。

在钙矾石的转化成全过程中，减少了饱和溶液中Ca2 浓度值，摆脱原来的含量均衡，推动了C3A的迅速水化。这时，在饱和溶液中SO42-充足的前提下，C3A的水化也将产生针状钙矾石结晶。最后喷出混凝土凝固硬底化。

剖析以上偏碱速凝剂和中碱速凝剂的水化原理，我们可以了解，在添加偏碱速凝剂的初期，混凝土料浆饱和溶液中原地区有固相的融解和新的固相产生基本上均衡，非均相比沒有提升，反倒，因为液态偏碱速凝剂添加带进的水份促使液态量有一定提升。

从宏观角度上就主要表现为，添加液态偏碱速凝剂，在喷出混凝土凝固前，混凝土不仅不会改变稠反倒会变稀。添加中碱速凝剂的初期，混凝土料浆饱和溶液中因为附加添加的Al3 和SO42-与液体中的Ca2 反映转化成钙矾石结晶，并融合了32个H2O，促使喷出混凝土的非均相比迅速、不断扩大，从宏观角度上就主要表现为，喷出混凝土会发生变化稠变粘的发展趋势。

可是，因为粉煤灰水泥中C3A含量比较有限，喷出混凝土变稠变粘的水平比较有限，但喷出混凝土从喷出来到软岩表层只需几秒，而喷出混凝土凝固时间是数分钟，乃至更长，因而，喷出混凝土抵达软岩表层时，并沒有凝固，反而是必须通过数分钟，乃至数十分钟才可以凝固硬底化。这时，决策喷出混凝土与软岩、钢筋网片的粘结性的首要原因是混凝土本身粘聚性。

因此，在湿喷混凝土凝固固化前，决策湿喷混凝土回弹力尺寸的本质原因取决于混凝土的本身黏度。

我们在实际的工程项目常常也会碰到，在二次喷出的时候会发生混凝土一整块掉的状况，巨大的提升回弹力率。这种情况产生的首要因素便是二次喷出时，已喷射混凝土无法凝固或硬底化强度不足。

二、湿喷混凝土初期强度低的缘故

湿喷混凝土初期强度低的首要因素是粉煤灰水泥中C3A含量低，速凝剂的添加，推动了C3A的迅速水化，耗费了大批量的H2O，促使混凝土变干，转化成强度矿物，宏观经济上主要表现为初凝。可是，伴随着C3A水化完毕，湿喷混凝土中强度矿物不可以迅速和不断增加，强度提高越来越十分迟缓，直到C3S水化的很多产生。在湿喷混凝土管理体系中，C3S水化的很多产生通常在数小时后，乃至在1天以后。这就是一些工程项目具体中湿喷混凝土10个钟头的抗压力强度不上1MPa的缘故。

三、应用偏碱速凝剂的湿喷混凝土中后期强度比低的缘故

应用偏碱速凝剂的湿喷混凝土中后期强度比低的首要因素是高碱自然环境下C3A水化转化成的是六方板块水化铝酸钙，结晶规格大、形状单一，构造缺点大，进而导致中后期强度比低。而应用中碱速凝剂的湿喷混凝土，C3A水化转化成的是针状钙矾石结晶，而且互相钢筋搭接，产生网状组织，构造合理，因此对中后期强度危害并不大，乃至对中后期强度有益。

四、应用偏碱速凝剂的湿喷混凝土施工工地扬尘治理大的缘故

应用偏碱速凝剂的湿喷混凝土施工工地扬尘治理大的首要因素是混凝土黏度低，料浆在髙压气体的作用下做雾化比较严重，而且回弹力增加了扬尘治理，进而促使当场扬尘治理大，伤害施工队伍安全性。黏度适合的湿喷混凝土则扬尘治理不大。

除开以上疑难问题外，应用偏碱速凝剂的湿喷混凝土还存有返碱、裂开、硫氰酸钾腐蚀等问题，见图2。

这是由高偏碱自然环境下硅酸盐材料水化矿物的特点影响的。

图2（ABC）某工程项目掺偏碱速凝剂和中碱速凝剂试验室比照

解决方案

依据前边的剖析我们知道，粉煤灰水泥中C3A含量非常少，速凝剂尽管也可以激起C3S等水泥熟料矿物的水化，但速凝的核心矿物或是C3A，因而，在数分钟、数钟头的初期，速凝原理对湿喷混凝土的黏度起关键性功效，基酶水泥熟料矿物含量对初期强度的尺寸起着关键性功效。因而，处理湿喷混凝土回弹力问题，更改偏碱速凝原理，提升活力水泥熟料矿物含量是压根途径。

现阶段，减少湿喷混凝土回弹力率的方式有很多，比如，掺硅灰石粉、煤灰等较细或纳米技术引气剂，加上人造纤维和混凝土纤维，改善速凝剂等都得到不错的改进实际效果。比如，硅灰石粉、煤灰等较细或纳米技术引气剂提升了固对比面积，扩大了混凝土的粘聚性，进而缓解了回弹力大的问题。可是，这种方式比较大的增多了湿喷混凝土的成本费，且未从混凝土中轻烧白云石矿物水化这一压根要素上解决困难。

依据各种各样问题的产生原理，我们可以从水泥熟料矿物的类型、含量、结晶体水平、结晶形状、晶格常数缺点、正离子夹杂等领域设计方案、生产制造出一种可以与硅酸盐材料轻烧白云石矿物、混凝土减水剂产品等具备不错相溶性的基酶的矿物引气剂，与此同时寻找一种与之配对的中碱速凝剂，促使湿喷混凝土在喷出来时，就能迅速产生反映，非均相比快速提升，混凝土迅速变粘，直到硬底化，而且造成强度的水化矿物不断提升，强度不断提升，水化矿物晶体结构构造合理，中后期强度、抗盐酸腐蚀等耐用性能大幅度提高，进而在本质上处理湿喷混凝土的疑难问题。

现阶段，大家早已设计方案、生产制造出一种初期基酶矿物引气剂，在好几个工程项目中使用，并得到了不错的使用实际效果。

实例1

北京市某地铁站因为隧道施工横截面小，选用的是湿喷水泥砂浆。这是一个基酶矿物引气剂应用的经典案例，彻底借助基酶矿物掺合料改进水泥砂浆浆材的粘聚性，*速凝剂就可以一次喷出比较大薄厚。完成减少湿喷水泥砂浆的原材料耗损，提升湿喷水泥砂浆初期强度的规定。当场配置的湿喷水泥砂浆特性：初凝時间30分鐘，原始塌落度160mm-180mm，20分鐘塌落度80mm-120mm。应用时，3分鐘进行造纸，15分鐘喷好。尽管，湿喷水泥砂浆的凝固時间做到30分鐘，由于其粘聚性好，湿喷水泥砂浆的均值回弹力率低于15%。

实例2

在贵州省正习道路某隧道施工新项目对掺无碱速凝剂的一般湿喷混凝土、掺8%硅灰石粉的一般湿喷混凝土、掺10%基酶引气剂的湿喷混凝土三者开展了比照，对比結果见表1。

实例3

在新疆省G575某隧道施工新项目对掺5%基酶矿物引气剂的C25湿喷混凝土开展了比照实验。试验砂浆配合比见表2。

实验时，试验室溫度16℃，成形好的混凝土试块置放在试验室当然保养到相对应混凝土强度。实验测量不一样砂浆配合比的当场和试验室3h、6h、12h、24h、1d、3d、7d、28d抗压力强度。试验室成形的强度试模选用100mm正方体，并全自动转化成150mm正方体混凝土强度标值；当场各自选用100mm立方体测试初期强度，大理石板试模检测后半期强度。试验結果见图1和图2。

总的来说：

回弹力大、成本增加、初期强度低、中后期强度比低、烟尘大等是湿喷混凝土广泛存在的不足，其发生因素取决于：湿喷混凝土中硅酸盐材料轻烧白云石矿物的速凝和基酶水泥熟料矿物含量决策初期黏度和初期强度。充分考虑水泥熟料矿物的类型、含量、结晶体水平、结晶形状、晶格常数缺点、正离子夹杂等原理，设计方案并生产制造一种可以与硅酸盐材料轻烧白云石矿物、混凝土减水剂产品等具备不错相溶性的基酶的矿物引气剂，经好几个桥梁工程中运用实践活动，可以获得很好的运用实际效果。

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