CN113880547B - 一种基坑边坡用喷射混凝土及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基坑边坡用喷射混凝土施工方法，所述喷射混凝土主要包括注浆层材料、覆盖层材料、混凝土层材料三部分，所述注浆层材料包括：水玻璃溶液20～50份、垃圾底渣粉30～50份、MgO1～10份、氯化镁10～20份、水50～100份；所述垃圾底渣粉使用前需要浸入0.05～0.2mol/L的盐酸溶液1‑3h，垃圾底渣粉与溶液的质量比为1:10～1:20，然后向底渣粉溶液中边搅拌边滴加水玻璃溶液，搅拌速度为10～30转/分钟，水玻璃溶液与垃圾底渣粉的质量比为1:30～1:80，然后抽滤、洗涤、干燥；所述覆盖层材料包括：棉麻纤维、水玻璃溶液；所述混凝土层材料包括：水泥熟料300～500份、锂渣粉100～200份、陶粒300～500份、氯化铁5～20份、微晶纤维素10～20份、水120‑150份。本发明解决了普通喷射混凝土容易坍塌、回弹率高的问题。
Description
技术领域
本发明属于喷射混凝土技术领域，具体涉及一种基坑边坡用喷射混凝土施工方法。
背景技术
喷射混凝土是借用相关混凝土喷射机械，将混凝土、砂浆等材料喷涂到施工平面的一种施工材料，由于其施工快捷得到较快的推广应用。然而目前喷射混凝土的回弹率偏高——即混凝土材料喷射到施工平面后掉落的偏多，另外，施工平面不牢固，喷射完混凝土，会造成施工平面的自重增大，从而施工平面的坍塌，给喷射混凝土的施工带来较大的安全风险。
专利202010916438X公开了一种喷射混凝土及其施工方法，一种喷射混凝土，由胶凝材料层和界面处理层组成，所述胶凝材料层由如下重量份的组分混合而成：200～600份碳铬渣，100～200份氧化镁，100～200份磷酸氢钠，50～100份锂渣粉，50～100份钢渣粉，10～50份铝粉，30～60份水玻璃，50～180份ASA树脂乳液，10～50份调凝剂，400～800份再生骨料，100～200份水；界面处理层由如下重量份的组分混合而成：30～60份丙烯酸乳液，20～40份水性聚氨酯，10～30份硅烷偶联剂，5～20份偏硅酸钠，10～30份石灰石粉，100～200份水。
专利201811538706.8公开了一种超高韧性碱激发喷射混凝土及其制备方法，公开了一种超高韧性碱激发喷射混凝土及其制备方法，喷射混凝土由以下质量份组成：超细锂渣粉200～400份；矿渣粉100～200份；石粉废料50～100份；硅酸盐水泥30～60份；氢氧化钠溶液10～70份；硅酸钠溶液15～50份；硫酸铝1～10份；纳米氧化铝1～5份；镍渣砂400～900份；铜渣砂300～600份；增稠剂3～6份；纤维1～20份；减水剂3～10份；水200～350份。本发明有效解决了现有普通超高性喷射混凝土水泥用量大、耐久性差的问题。
专利202010916411.0公开了一种碱激发高炉镍铁渣喷射混凝土，一种碱激发高炉镍铁渣喷射混凝土，其由以下质量份的组分组成，300-600份高炉镍铁渣粉，200-400份沸石粉，50-100份电石渣，30-90份氢氧化钠，20-60份硅酸钠，30-50份调凝剂，10-20份ASA树脂乳液，600-1100份机制砂，100-300份水渣，3-6份增稠剂，1-20份钢纤维，170-300份水。本发明喷射混凝土水泥用量少、韧性高、耐久性好，且使用大量工业废弃物，有利于环保。
以上专利从喷射混凝土的本身性能出发，解决了喷射混凝土的一些问题，但是喷射混凝土性能的发挥，一方面依靠的是喷射混凝土本身的性能，另一方面测试依靠的是喷射混凝土施工技术。本发明提供一种基坑边坡用喷射混凝土施工方法，解决了喷射混凝土施工过程中回弹率高、施工平面容易坍塌的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中普通喷射混凝土回弹率高、施工平面容易坍塌的问题。
技术方案
一种基坑边坡用喷射混凝土及其施工方法，所述喷射混凝土主要包括注浆层材料、覆盖层材料、混凝土层材料三部分，所述注浆层材料包括：水玻璃溶液20～50份、垃圾底渣粉30～50份、MgO 1～10份、氯化镁10～20份、水50～100份；所述垃圾底渣粉使用前需要浸入0.05～0.2mol/L的盐酸溶液1-3h，垃圾底渣粉与溶液的质量比为1:10～1:20，然后向垃圾底渣粉溶液中边搅拌边滴加水玻璃溶液，搅拌速度为10～30转/分钟，水玻璃溶液与垃圾底渣粉的质量比为1:30～1:80，然后抽滤、洗涤、干燥；所述覆盖层材料包括：棉麻纤维、水玻璃溶液；所述混凝土层材料包括：水泥熟料300～500份、锂渣粉100～200份、陶粒300～500份、氯化铁5～20份、微晶纤维素10～20份、水120-150份；
其施工方法主要包括以下步骤：
1)在施工平面每隔10～30cm，插入倒刺状中空尼龙塑料膨胀管，膨胀管的长度在20～30cm；
2)在膨胀管中注入注浆层材料，然后静置1～3h；
3)在膨胀管内插入螺钉，使螺钉露出施工平面的距离为2～5cm，所述螺钉为碳纤维、玻璃纤维等材质；
4)在螺钉上悬挂覆盖层中的棉麻纤维，所述覆盖层中的棉麻纤维需要浸渍或者喷涂水玻璃溶液；
5)在棉麻纤维上自下而上逐层并沿施工平面喷涂喷射混凝土，利用喷射混凝土设备喷嘴将混凝土挤压到棉麻纤维上，喷射混凝土层材料的喷涂厚度同步骤3)螺钉漏出施工平面的高度；
6)喷雾保湿养护3～7d。
所述水玻璃的模数在1.5～2.5之间。
所述陶粒为页岩陶粒，粒径小于3mm，使用前需要浸泡于0.01～0.05mol/L的α-氨基酸、蔗糖、氯化镁溶液中的一种或几种溶液24h以上，然后晾干至陶粒表面无明显水迹。
本发明的有益效果：
1)本发明通过膨胀管、棉麻纤维等给喷射混凝土布“筋骨”，增强了喷射混凝土的整体性，但是本发明没有利用任何铁质钢筋，所有不会出现钢筋锈蚀的问题；
2)水玻璃可以与基坑边坡中的泥土中铝硅质材料发生反应，可以起到固结土壤的作用，另外，垃圾底渣粉、MgO、氯化镁溶液等可以发生氯氧镁水泥类材料的化学反应，可以加速土壤的固结，垃圾底渣粉一方面可以调节氯氧镁类水泥的水化速度，另一方面，垃圾底渣粉的前期处理过程，大大提高垃圾底渣粉的活性，同时改性后的垃圾底渣粉可以与水玻璃溶液反应，起到固结施工平面的作用；
3)本发明的混凝土层材料采用水泥熟料，而未采用水泥，大大缩短了喷射混凝土的凝结时间，从而可以避免使用速凝剂，锂渣粉中含有石膏，其使用一方面可以调节水泥熟料的水化速度，另外锂渣粉是一种多孔结构，在喷射混凝土施工后可以加速喷射混凝土的成型、硬化；另外，覆盖层材料中的棉麻纤维表层有水玻璃，当喷射混凝土层材料覆盖其上时可以加速喷射混凝土硬化；陶粒的使用一方面降低了喷射混凝土的自重，降低了施工平面坍塌的几率，另外，陶粒在使用前的预处理过程，可以改变陶粒颗粒周围的环境，使得水泥水化产物氢氧化钙、钙矾石等难以在陶粒表面堆叠成型，有助于改善混凝土的耐久性，另外陶粒的多孔结构可以加速喷射混凝土流动性的失去，从而提高其可成型性。
4)本发明喷射混凝土中的混凝土层材料通过喷射混凝土喷射挤出，并从下而上，沿施工平面逐层喷涂混凝土层材料的方式，解决了传统喷射混凝土易掉落的问题。而混凝土层中氯化铁、微晶纤维素等成分的使用也有助于喷射混凝土层材料喷涂后，迅速失去流动性，提高喷射混凝土的成型性，降低喷射混凝土的回弹率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
下述实施例中，水玻璃的模数为2.5，陶粒粒径小于3mm。
实施例1
一种基坑边坡用喷射混凝土及其施工方法，所述喷射混凝土主要包括注浆层材料、覆盖层材料、混凝土层材料三部分，所述注浆层材料包括：水玻璃溶液50份、垃圾底渣粉30份、MgO 10份、高炉镍铁渣粉20份、氯化镁20份、水100份；所述垃圾底渣粉需要浸入0.05mol/L的盐酸溶液3h，垃圾底渣粉与溶液的质量比为1:10，然后向垃圾底渣粉溶液中边搅拌边滴加水玻璃溶液，搅拌速度为30转/分钟，水玻璃溶液与垃圾底渣粉的质量比为1:80，然后抽滤、洗涤、干燥；所述覆盖层材料包括：棉麻纤维、水玻璃溶液；所述混凝土层材料包括：水泥熟料500份、锂渣粉100份、陶粒500份、氯化铁20份、微晶纤维素10份、水120份；
主要包括以下步骤：
1)在施工平面每隔30cm，插入倒刺状中空尼龙塑料膨胀管，膨胀管的长度在30cm；
2)在膨胀管中注入注浆层材料，然后静置1h；
3)在膨胀管内插入螺钉，使螺钉露出施工平面的距离为5cm，所述螺钉为碳纤维材质；
4)在螺钉上悬挂覆盖层中的棉麻纤维，所述覆盖层材料中的棉麻纤维需要喷涂水玻璃溶液；
5)在棉麻纤维上自下而上逐层并沿施工平面喷涂混凝土材料，利用喷射混凝土喷嘴将混凝土材料挤压到棉麻纤维上，混凝土层材料的喷涂厚度同步骤3)螺钉漏出施工平面的高度；
6)喷雾保湿养护7d。
所述陶粒为页岩陶粒，使用前需要浸泡于0.01mol/L的α-氨基酸溶液中24h，然后晾干至陶粒表面无明显水迹。
实施例2
一种基坑边坡用喷射混凝土及其施工方法，所述喷射混凝土主要包括注浆层材料、覆盖层材料、混凝土层材料三部分，所述注浆层材料包括：水玻璃溶液20份、垃圾底渣粉50份、MgO 1份、氯化镁10份、水50份；所述垃圾底渣粉需要浸入0.2mol/L的盐酸溶液1h，垃圾底渣粉与溶液的质量比为1:20，然后向垃圾底渣粉溶液中边搅拌边滴加水玻璃溶液，搅拌速度为10转/分钟，水玻璃溶液与垃圾底渣粉的质量比为1:30，然后抽滤、洗涤、干燥；所述覆盖层材料包括：棉麻纤维、水玻璃溶液；所述混凝土层材料包括：水泥熟料300份、锂渣粉200份、陶粒300份、氯化铁5份、微晶纤维素20份、水150份；
主要包括以下步骤：
1)在施工平面每隔10cm，插入倒刺状中空尼龙塑料膨胀管，膨胀管的长度在20cm；
2)在膨胀管中注入注浆层材料，然后静置3h；
3)在膨胀管内插入螺钉，使螺钉露出施工平面的距离为2cm，所述螺钉为玻璃纤维等材质；
4)在螺钉上悬挂覆盖层中的棉麻纤维，所述覆盖层中的棉麻纤维需要浸渍水玻璃溶液；
5)在棉麻纤维上自下而上逐层并沿施工平面喷涂喷射混凝土，利用喷射混凝土喷嘴将混凝土层材料挤压到棉麻纤维上，混凝土层材料的喷涂厚度同步骤3)螺钉漏出施工平面的高度；
6)喷雾保湿养护3d。
所述陶粒为页岩陶粒，使用前需要浸泡于0.05mol/L的蔗糖溶液中24h，然后晾干至陶粒表面无明显水迹。
实施例3
一种基坑边坡用喷射混凝土及其施工方法，所述喷射混凝土主要包括注浆层材料、覆盖层材料、混凝土层材料三部分，所述注浆层材料包括：水玻璃溶液30份、垃圾底渣粉40份、MgO 5份、高炉镍铁渣粉15份、氯化镁15份、水80份；所述垃圾底渣粉需要浸入0.1mol/L的盐酸溶液2h，垃圾底渣粉与溶液的质量比为1:15，然后向垃圾底渣粉溶液中边搅拌边滴加水玻璃溶液，搅拌速度为20转/分钟，水玻璃溶液与垃圾底渣粉的质量比为1:50，然后抽滤、洗涤、干燥；所述覆盖层材料包括：棉麻纤维、水玻璃溶液；所述混凝土层材料包括：水泥熟料400份、锂渣粉150份、陶粒400份、氯化铁15份、微晶纤维素15份、水140份；
主要包括以下步骤：
1)在施工平面每隔20cm，插入倒刺状中空尼龙塑料膨胀管，膨胀管的长度在25cm；
2)在膨胀管中注入注浆层材料，然后静置2h；
3)在膨胀管内插入螺钉，使螺钉露出施工平面的距离为4cm，所述螺钉为碳纤维、材质；
4)在螺钉上悬挂覆盖层，所述覆盖层中的棉麻纤维需要喷涂水玻璃溶液；
5)在棉麻纤维上自下而上逐层并沿施工平面喷涂喷射混凝土，利用喷射混凝土喷嘴将混凝土层材料挤压到棉麻纤维上，混凝土层材料的喷涂厚度同步骤3)螺钉漏出施工平面的高度。
6)喷雾保湿养护6d。
所述陶粒为页岩陶粒，使用前需要浸泡于0.03mol/L的氯化镁溶液24h，然后晾干至陶粒表面无明显水迹。
实施例4
一种基坑边坡用喷射混凝土及其施工方法，所述喷射混凝土主要包括注浆层材料、覆盖层材料、混凝土层材料三部分，所述注浆层材料包括：水玻璃溶液30份、垃圾底渣粉50份、MgO 8份、氯化镁16份、水70份；所述垃圾底渣粉需要浸入0.1mol/L的盐酸溶液2h，垃圾底渣粉与溶液的质量比为1:10，然后向垃圾底渣粉溶液中边搅拌边滴加水玻璃溶液，搅拌速度为20转/分钟，水玻璃溶液与垃圾底渣粉的质量比为1:50，然后抽滤、洗涤、干燥；所述覆盖层材料包括：棉麻纤维、水玻璃溶液；所述混凝土层材料包括：水泥熟料400份、锂渣粉150份、陶粒450份、氯化铁16份、微晶纤维素15份、水140份；
主要包括以下步骤：
1)在施工平面每隔15cm，插入倒刺状中空尼龙塑料膨胀管，膨胀管的长度在25cm；
2)在膨胀管中注入注浆层材料，然后静置1h；
3)在膨胀管内插入螺钉，使螺钉露出施工平面的距离为3cm，所述螺钉为玻璃纤维材质；
4)在螺钉上悬挂覆盖层中的棉麻纤维，所述覆盖层中的棉麻纤维需要喷涂水玻璃溶液；
5)在棉麻纤维上自下而上逐层并沿施工平面喷涂喷射混凝土，利用喷射混凝土喷嘴将混凝土挤压到棉麻纤维上，混凝土层材料的喷涂厚度同步骤3)螺钉漏出施工平面的高度；
6)喷雾保湿养护7d。
所述陶粒为页岩陶粒，使用前需要浸泡于0.03mol/L的α-氨基酸、蔗糖、氯化镁溶液24h，所述α-氨基酸：蔗糖：氯化镁溶液摩尔比＝1:1:1，然后晾干至陶粒表面无明显水迹。
对比例1
某市售普通超高韧性喷射混凝，其组分配比如下：42.5水泥250份、粉煤灰200份、中砂800份、石子1100、速凝剂20份、聚羧酸减水剂5.5份、水150份。制备方法：将上述材料混合搅拌，并按照常规方法喷射到施工平面，养护28d。
性能测试：
将对比例与测试实施例1-4混凝土切割成100mm×100mm×100mm大小，并按照《普通混凝土力学试验方法》(GB/T 50081-2002)测试其力学性能，测试结果见表1：
表1
由表1可以看出，尽管实施例与对比例抗压强度相别不大，但是本发明的实施例抗折强度却几乎均是对比例的2倍，在施工现场喷射混凝土的抗折强度也是防护施工平面抗冲击破坏和坍塌破坏的屏障，另外本发明的施工方法得到的混凝土回弹率几乎为0，远远低于普通喷射混凝土的接近20％的回弹率，大大节约了材料，同时在遭受圆球自由落体实验时，本发明无明显裂纹，抗坍塌能力明显提高。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基坑边坡用喷射混凝土的施工方法，其特征在于，
所述喷射混凝土主要包括注浆层材料、覆盖层材料和混凝土层材料；
所述注浆层材料包括：水玻璃溶液20~50份、垃圾底渣粉30~50份、MgO 1~10份、氯化镁10~20份、水50~100份；所述垃圾底渣粉使用前需要浸入0.05~0.2 mol/L的盐酸溶液1-3h，垃圾底渣粉与溶液的质量比为1:10~1:20，然后向垃圾底渣粉溶液中边搅拌边滴加水玻璃溶液，搅拌速度为10~30转/分钟，然后抽滤、洗涤、干燥；
所述覆盖层材料包括：棉麻纤维、水玻璃溶液；
所述混凝土层材料包括：水泥熟料300~500份、锂渣粉100~200份、陶粒300~500份、氯化铁5~20份、微晶纤维素10~20份、水120-150份；
所述施工方法主要包括以下步骤：
1）在施工平面每隔10~30cm，插入倒刺状中空尼龙塑料膨胀管，膨胀管的长度在20~30cm；
2）在膨胀管中注入注浆层材料，然后静置1~3h；
3）在膨胀管内插入螺钉，使螺钉露出施工平面的距离为2~5cm，所述螺钉为碳纤维、玻璃纤维等材质；
4）在螺钉上悬挂覆盖层材料中的棉麻纤维，所述覆盖层材料中的棉麻纤维需要浸渍或者喷涂水玻璃溶液；
5）在棉麻纤维上自下而上逐层并沿施工平面喷涂喷射混凝土，利用喷射混凝土设备喷嘴将混凝土层材料挤压到棉麻纤维上，喷射混凝土层材料的喷涂厚度同步骤3）螺钉漏出施工平面的高度；
6）喷雾保湿养护3~7d。
2.根据权利要求1所述的一种基坑边坡用喷射混凝土的施工方法，其特征在于，所述注浆层材料中，水玻璃溶液与垃圾底渣粉的质量比为1:30~1:80。
3.根据权利要求1所述的一种基坑边坡用喷射混凝土的施工方法，其特征在于，所述水玻璃的模数在1.5~2.5之间。
4.根据权利要求1所述的一种基坑边坡用喷射混凝土的施工方法，其特征在于，所述陶粒为页岩陶粒，粒径小于3mm，使用前需要浸泡于0.01~0.05mol/L的α-氨基酸、蔗糖、氯化镁溶液中的一种或几种溶液24h以上，然后晾干至陶粒表面无明显水迹。
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