用干粉速凝劑進(jìn)行混凝土濕噴施工技術(shù)

1、隧道施工新工藝用干粉速凝劑進(jìn)行混凝土濕噴技術(shù)介紹發(fā)明人：周鴻、班珊珊；電話：一、使用干粉速凝劑進(jìn)行混凝土濕噴對(duì)施工企業(yè)的意義用干粉速凝劑進(jìn)行混凝土濕噴技術(shù)是由中鐵二局集團(tuán)有限公司退體員工周鴻與其女班珊珊共同研發(fā)的，并已獲實(shí)用新型技術(shù)專利。在集團(tuán)公司全面實(shí)行項(xiàng)目精細(xì)化管理的過程中特別值得推廣。因?yàn)樵擁?xiàng)技術(shù)與目前的隧道施工工藝相匹配，簡(jiǎn)單易學(xué)，能保證成本的降低和利潤(rùn)的穩(wěn)步地增長(zhǎng)?，F(xiàn)多數(shù)集團(tuán)公司在建的隧道工程有100多公里，如果能全面推廣使用此項(xiàng)技術(shù)，只需很小的投入，就可增加利潤(rùn)達(dá)億元以上。二、干粉速凝劑進(jìn)行混凝土濕噴技術(shù)的基本原理自我國(guó)隧道施工引進(jìn)噴射混凝土濕噴施工技術(shù)以來(lái)，使用的外加劑必須是液態(tài)

2、速凝劑，至今從未有所改變。而該技術(shù)最大的特點(diǎn)是使用干粉速凝劑，用干粉速凝劑取代了液態(tài)速凝劑。干粉速凝劑因?yàn)榫哂惺蹆r(jià)低，不含水，施工作業(yè)時(shí)不會(huì)增大混凝土的水灰比，使混凝土凝固速度更快，回彈量減少，成本下降，無(wú)刺激性氣味等特點(diǎn)。該技術(shù)由兩部份組成，一是發(fā)明一種專門用于添加干粉速凝劑的機(jī)械設(shè)備-速凝劑粉氣發(fā)生器。二是技術(shù)升級(jí)一種材料-專用干粉速凝劑。通過新設(shè)備和新材料的組合運(yùn)用，誕生了此種新工藝。三、速凝劑粉氣發(fā)生器設(shè)備（移動(dòng)狀態(tài)）尺寸長(zhǎng)3.8米，寬1.8米，高2米自重2.1噸設(shè)備（作業(yè)狀態(tài)）尺寸長(zhǎng)3.8米，寬1.8米，高4米總重4.8噸1.設(shè)備工作原理:根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)和流體力學(xué)理論，利用壓縮空氣通

3、過速凝劑發(fā)送罐經(jīng)PC管連續(xù)向混凝土噴射機(jī)噴槍座計(jì)量輸送專用干粉速凝劑。2.作業(yè)時(shí)不會(huì)增大粉塵濃度:專用干粉速凝劑是在密閉的罐體內(nèi)霧化后經(jīng)管道輸入噴槍座的，它懸浮于壓縮空氣中，沖入混凝土輸送管與濕拌混凝土碰撞后附著于混凝土上，因此不僅不增大粉塵濃度還有利于混凝土和速凝劑均勻度。3.實(shí)用性，可操作性好:a.設(shè)備是獨(dú)立的，對(duì)混凝土噴射機(jī)基本無(wú)需改造，只需對(duì)噴槍座接管處做些小處理即可。設(shè)備適用于各型濕噴機(jī)，一機(jī)可服務(wù)于多臺(tái)濕噴機(jī)。b.設(shè)備利用裝載機(jī)移動(dòng)，無(wú)需新投入移動(dòng)設(shè)備和增加人員。c.設(shè)備智能控制，搖控運(yùn)行，無(wú)需增加專業(yè)操作手。d.設(shè)備制造成本約7-10萬(wàn)元，除核心部件外，一般的機(jī)械制造廠都能生產(chǎn)。

4、設(shè)備具有幾十倍的投入利潤(rùn)比。4.設(shè)備作業(yè)流程示意圖:開啟罐門.人工加裝速凝劑(2.5T).關(guān)閉罐門裝載機(jī)移動(dòng)設(shè)備至掌子面連接:1.壓縮空氣管(1-2M³/min)2.速凝劑輸送管3.動(dòng)力線(5KM)通電.加壓.試機(jī)施工作業(yè)卸壓.解除各部連接.將設(shè)備撤離掌子面保養(yǎng)檢查四、專用干粉速凝劑速凝劑粉氣發(fā)生器對(duì)選用的干粉速凝劑產(chǎn)品有特殊的要求，不僅對(duì)細(xì)度有要求，還要求它能懸浮在運(yùn)動(dòng)的壓縮空氣中，不吸收空氣中的水份，在管道中不發(fā)生柱塞現(xiàn)象，可完成量的調(diào)節(jié)與控制。如果常發(fā)生堵管現(xiàn)象，那該技術(shù)就無(wú)實(shí)用性和可操作性。專用干粉速凝劑的生產(chǎn)比較簡(jiǎn)單，只要是采用高爐鍛燒的非復(fù)配的生產(chǎn)商，掌握了材料配方和生產(chǎn)

5、工藝就可生產(chǎn)，只是制造成本約增加200元/噸左右。速凝劑按形態(tài)分為固態(tài)和液態(tài)，按化學(xué)組成分為含堿和無(wú)堿。目前隧道施工基本上采用的還是含堿的速凝劑，因?yàn)槭褂煤瑝A的速凝劑采購(gòu)價(jià)少1/2。含堿的干粉速凝劑和液態(tài)速凝劑其主要作用機(jī)理是基本相同的，因此用它們生產(chǎn)的噴射混凝土的質(zhì)量是完全一樣的。干粉速凝劑的主要化學(xué)物質(zhì)由氧化鋁和碳酸鈉組成。而液態(tài)速凝劑則由氫氧化鋁和氫氧化鈉組成。從材質(zhì)上就可以得出液態(tài)速凝劑腐蝕性高于干粉速凝劑，表現(xiàn)為在使用液態(tài)速凝劑作業(yè)時(shí)有強(qiáng)烈的刺激性氣味?，F(xiàn)在隧道施工時(shí)推廣混凝土濕噴，是因?yàn)榛炷粮蓢姰a(chǎn)生大量的粉塵，有損員工的身心鍵康。有人誤認(rèn)為是不準(zhǔn)使用干粉速凝劑，這是片面的。液態(tài)速

6、凝劑是用50%以上的水作溶解液的，其摻量就自然高于干粉速凝劑。我們?cè)谠O(shè)定混凝土的水灰比時(shí)必須滿足混凝土的工作性能，水灰比不能太小。但在噴漿作業(yè)時(shí)加入液態(tài)速凝劑的同時(shí)也增大了混凝土的水灰比，水灰比雖然增加2-4%，但對(duì)混凝土的凝結(jié)速度，回彈量和強(qiáng)度影響很大。因此使用干粉速凝劑優(yōu)于液態(tài)速凝劑。用無(wú)堿速凝劑生產(chǎn)的噴射混凝土的質(zhì)量最好，混凝土后期強(qiáng)度無(wú)損失，耐久性能好，對(duì)鋼筋無(wú)腐蝕，但產(chǎn)品售價(jià)高一倍。在國(guó)家未出臺(tái)強(qiáng)制執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)前施工企業(yè)是不愿選用的。有些商人說他們的速凝劑產(chǎn)品是低堿的或是中性的，這是一種故意的慮假宣傳。速凝劑只有高堿和無(wú)堿兩種產(chǎn)品，低堿的速凝劑是沒有速凝效果的。今后有可能對(duì)噴射混凝土的堿

7、含量作出嚴(yán)格的規(guī)定，那時(shí)含堿的速凝劑將被淘汰。我們現(xiàn)在已提前準(zhǔn)備好了，掌握了生產(chǎn)出目前摻量最小，性價(jià)比最高的無(wú)堿專用干粉速凝劑技術(shù)。五、使用兩種速凝劑的經(jīng)濟(jì)分析與對(duì)比因目前施工企業(yè)普遍使用的是堿性速凝劑，現(xiàn)只對(duì)含堿的液態(tài)和干粉速凝劑兩種產(chǎn)品使用效果進(jìn)行分析對(duì)比。工程名稱:渝萬(wàn)高鐵許家大園子隧道和分水隧道試驗(yàn)時(shí)間:2014年11月-12月地 點(diǎn):重慶市梁平縣1.采購(gòu)價(jià)和施工用量的節(jié)約a.液態(tài)速凝劑工地價(jià)為2300元/噸，水泥凈漿摻量為5%，施工平均摻量為7.5%。水泥用量為480公斤/M³，其單位費(fèi)用為：480公斤/M³X7.5%X2.3元/公斤=82.5元/M³b

8、.專用干粉速凝劑的工地價(jià)為1450元/噸，水泥凈漿摻量為4%，施工摻量為6%。水泥用量為480公斤/M³，其單位費(fèi)用為：480公斤/M³X6.5%X1.45元/公斤=45.24元/M³。c.平均節(jié)約37.26元/M³。降造率為45.16%。隧道每延米平均噴射混凝土量為23M³，每延米節(jié)約費(fèi)用為:23M³X37.26=856.98元/M2.回彈率降低費(fèi)用的節(jié)約噴射混凝土回彈率指的是噴射作業(yè)時(shí)的損失率。表現(xiàn)為兩種形式:a.混凝土撞擊受噴面產(chǎn)生反作用力的損失。b.混凝土在受噴面上未迅速凝固無(wú)法承受自身重量脫落的損失。當(dāng)混凝土水灰比略大時(shí)a現(xiàn)

9、象少而b現(xiàn)象嚴(yán)重，當(dāng)混凝土水灰比略小時(shí)情況則相反。現(xiàn)場(chǎng)使用液態(tài)速凝劑噴射作業(yè)回彈率為15%左右，專用干粉速凝劑的回彈率為11%。噴射混凝土的綜合費(fèi)用約為517元/M³。隧道施工每延米節(jié)約費(fèi)用為:23M³X517元/M³X(15%-11%)=475.64元/M3.水泥用量的節(jié)約當(dāng)使用專用干粉速凝劑進(jìn)行混凝土濕噴作業(yè)時(shí)水泥用量減少了20公斤/M³，混凝土的壓強(qiáng)試驗(yàn)不變。水泥工地價(jià)為350元/噸。隧道施工每延米節(jié)約費(fèi)用為:23M³X20公斤/M³X0.35元/公斤=161元/M。以上三項(xiàng)節(jié)約費(fèi)用合計(jì)為:856.98元/M+475.64元/M

10、+161元/M。=1493.62元/M。以上計(jì)算節(jié)約的費(fèi)用僅供參考。不同地質(zhì)情況的隧道，水泥和速凝劑相溶性差別，地材的單價(jià)，氣溫都對(duì)費(fèi)用產(chǎn)生直接影響?？傊?，噴射混凝土的工作量越大，節(jié)約的成本就越多，降造增效就越顯著。4.設(shè)備的使用將產(chǎn)生一部份費(fèi)用。設(shè)備的購(gòu)置費(fèi)預(yù)計(jì)為2元/M³，耗材和配件維修費(fèi)預(yù)計(jì)為3元/M³，小計(jì)為5元/M³。隧道施工每延米費(fèi)用為:23M³X5元/M=115元/M。如果在建的隧道工程100公里，節(jié)約的成本為:100公里X1000MX(1493.62元/M-115元/M)=1.38億元左右。六、如果采用此技術(shù)的建議1.利用集團(tuán)公司在建的隧道工程，選定一個(gè)管理和技術(shù)水平都較高的項(xiàng)目部，對(duì)該技術(shù)進(jìn)系統(tǒng)的，全面的試驗(yàn)和鑒定，驗(yàn)證場(chǎng)地和專業(yè)技術(shù)人員都是現(xiàn)成的，基本不需要費(fèi)用就可檢驗(yàn)出該技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和可行性，毫無(wú)風(fēng)險(xiǎn)性就能得出是否值得在集團(tuán)內(nèi)部全面推廣的結(jié)論。2如果確定集團(tuán)公司將在內(nèi)部推廣此技術(shù)，通過不斷的試驗(yàn)，優(yōu)化，進(jìn)步，制定出一套標(biāo)準(zhǔn)的操作流程，將它作為項(xiàng)目精細(xì)化管理的一次實(shí)踐活動(dòng)。3.效果好，今后可考慮設(shè)備和材料由集團(tuán)公司下屬企業(yè)生產(chǎn)，這樣的好處是: 一則更加深化項(xiàng)目精細(xì)化管理，將集中采購(gòu)進(jìn)化為集中生產(chǎn)，