无碱液体速凝剂在矿用混凝土中的应用

2016-08-15崔博文

现代矿业 2016年7期

关键词：速凝剂水化粉尘

崔博文

(山东科技大学矿业与安全工程学院)

无碱液体速凝剂在矿用混凝土中的应用

崔博文

(山东科技大学矿业与安全工程学院)

摘要为了解决混凝土干喷技术在煤矿巷道支护、巷道围岩加固过程中的缺陷，建设性地提出了对人无危害、对环境无影响的湿喷工艺。介绍了无碱液体速凝剂的性能和喷射混凝土的施工流程，利用仿真模拟得到的降尘效果图形象化地说明了加入无碱液体速凝剂的湿喷技术可以显著减少施工过程产生的粉尘量，降低粉尘回弹率，减轻对工人身体健康的伤害和对环境的影响。

关键词无碱液体速凝剂湿喷法混凝土粉尘量回弹率

随着煤炭资源开采向深部转移，煤矿巷道支护工程量越来越大，利用喷射混凝土技术进行围岩支护、巷道围岩加固越来越受到人们的重视。喷射混凝土[1]是指通过喷射装置利用压缩空气的作用将混凝土拌合料喷射到岩石面或建筑物表面上并与其紧密地黏接在一起、迅速凝结的一种施工过程，其是由喷射水泥砂浆发展而来的。混凝土喷射技术在井巷、隧道等工程中起到了尤为重要的作用。目前煤矿巷道支护普遍采用锚网喷支护结构[2]。煤矿巷道因作业空间有限，传统干喷产生的粉尘难以逸散。随着人们对混凝土喷射支护质量要求的提高，混凝土速凝剂应运而生，速凝剂速凝效果的好坏直接影响到喷射混凝土的喷射质量及性能[3]。混凝土湿式喷射需要在喷嘴出口处加入速凝剂，然而，目前市场上应用最多的是碱性速凝剂[4]，碱性速凝剂对喷浆工人的呼吸道和身体接触部位腐蚀严重，不能满足当前对湿喷技术的要求。因此研发一种针对混凝土湿喷设备和工艺要求的混凝土速凝剂具有重要意义。

1　干喷技术

传统的混凝土喷射工艺是采用干喷技术。工艺过程为将水泥、砂、石子和粉状速凝剂按一定配合比例搅拌而成的混合料装入喷射机中，混合料输送至喷嘴处加水(水灰比约0.15)后加压喷出[5]，见图1。由于其具有高密实、易操作、能远距离传输和高空输送等优势，被人们广泛采用，但在喷射前需要将混凝土在喷嘴外与水混合，因而产生的粉尘量大，回弹率较高。干喷作业产生的粉尘危害工人健康，尤其是巷道工程中的粉尘污染更为严重。

图1　喷射混凝土干喷技术施工工艺流程

2　湿喷技术

湿喷技术是将水灰比为0.45～0.50的混凝土搅拌物输送至喷射机喷嘴处并与液体速凝剂混合后加压喷出，其工艺流程如图2所示。

图2　喷射混凝土湿喷技术施工工艺流程

由于湿喷经过二次上料，而且混合料水含量提高，大大降低了喷射机旁和喷嘴外的粉尘浓度，而且水灰比易于控制，混凝土水化程度高，提高了混凝土的匀质性[6]。减少了对喷浆工人呼吸道和身体接触部位的伤害，加快了混凝土的水化硬化，使混凝土在很短的时间内具有较高的强度，以保证特殊施工的要求，通常在喷射装置中加入无碱液体速凝剂。无碱液体速凝剂的作用是加速水泥的水化硬化，在很短的时间内形成较高的强度，以保证特殊施工的要求。由于无碱液体速凝剂的喷料黏聚性好，对钢筋无锈蚀作用，可提高抗渗性，凝结快，1次喷层厚，喷拱可达130 mm，喷壁可达200 mm以上，可以减少喷射过程产生的灰尘。加入速凝剂和未添加速凝剂的湿喷效果见图3。