噴射混凝土是用于加固和保護(hù)結(jié)構(gòu)或巖石表面的一種具有速凝性質(zhì)的混凝土。噴射混凝土技術(shù)是借助混凝土噴漿機(jī)，利用壓縮空氣或其他動(dòng)力，將按一定配合比的水泥、砂、石子及外加劑等拌合料，通過(guò)噴管?chē)娚涞绞車(chē)娒嫔?，在很短的?shù)分鐘之內(nèi)凝結(jié)硬化而成型的混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固材料。噴射混凝土主要用于煤礦、井巷、隧道、高速公路邊坡經(jīng)錨桿加固后表面噴射加固，簡(jiǎn)稱(chēng)“錨噴”。
一、國(guó)內(nèi)外速凝噴射混凝土技術(shù)的發(fā)展
噴射混凝土是由噴射水泥砂漿發(fā)展起來(lái)的。1909年，美國(guó)在礦山和土木工程中開(kāi)始使用噴射水泥砂漿;1953年-1956年間，瑞士阿里瓦公司相繼研制成了BS-12型噴漿機(jī)，可以噴射含有較大粒徑骨料拌成的混凝土，同時(shí)又有了較耐用的輸料軟管和較好的速凝劑，使噴射技術(shù)開(kāi)始有了較快的發(fā)展。此后，在奧地利、德國(guó)以及美國(guó)、加拿大、英國(guó)、日本、瑞典、蘇聯(lián)、澳大利亞、法國(guó)等國(guó)相繼將這項(xiàng)技術(shù)用于土建、鐵路、公路隧道、水工隧洞，地下電站和礦山坑道工程之中。從此就把噴射混凝土和錨桿緊密地結(jié)合在一起。
二十世紀(jì)八十年代以來(lái)，以北歐挪威、瑞典為代表，干式噴射混凝土已逐步被潮噴、濕噴、鋼纖維噴射混凝土所代替，廣泛應(yīng)用于礦山、水利、建筑等工程施工中。1990年6月，在瑞典召開(kāi)的錨噴支護(hù)學(xué)術(shù)會(huì)議把噴射混凝土支護(hù)作為主題，有力推動(dòng)了噴射混凝土的發(fā)展。
噴射混凝土技術(shù)在我國(guó)經(jīng)過(guò)了一個(gè)引進(jìn)、推廣、創(chuàng)新的過(guò)程。我國(guó)于20世紀(jì)60年代首先在煤炭系統(tǒng)地下工程中應(yīng)用噴射混凝土，隨著施工、材料技術(shù)日趨成熟，噴射混凝土在巖石邊坡護(hù)坡、建筑基坑、地面建筑加固中得到比較廣泛的運(yùn)用。噴射混凝土的發(fā)展很大程度取決于混凝土噴漿機(jī)的性能。1990年6月，中國(guó)煤礦總公司首次組團(tuán)參加了在瑞典烏帕沙拉市舉行的第五次國(guó)際錨噴支護(hù)學(xué)術(shù)會(huì)議。會(huì)議的主題是噴射混凝土支護(hù)。參加學(xué)術(shù)會(huì)議的二十多個(gè)國(guó)家的近100名代表交流了過(guò)去十年來(lái)各國(guó)在地下工程噴射混凝土支護(hù)領(lǐng)域的發(fā)展概況，著重探討了濕式噴射混凝土技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展前景。
二、速凝噴射混凝土的優(yōu)點(diǎn)
與普通混凝土相比，噴射混凝土具有施工速度快、工藝簡(jiǎn)單、混凝土早期強(qiáng)度高、成本較低等優(yōu)點(diǎn);尤其是施工作業(yè)方式靈活，可在高空、深坑或狹小的工作區(qū)間向任意方位制作薄壁或復(fù)雜造型的結(jié)構(gòu);不用或只用單面模板;施工占地面積小、機(jī)動(dòng)靈活，在不規(guī)則構(gòu)件以及不便使用模板的工程中，其優(yōu)越性尤為明顯。
(l)不需振搗。噴射混凝土集混合料的運(yùn)輸、澆灌和搗固為一道工序，混凝土以較高的速度(30一120m/s)從噴嘴噴向受?chē)娒?，先到達(dá)受?chē)娒嫔系幕炷潦艿胶髧娀炷恋臎_擊和壓密，使混凝土結(jié)構(gòu)密實(shí)，強(qiáng)度較高，不需要人工搗固。
(2)早期強(qiáng)度高。噴射混凝土加入速凝劑后，凝結(jié)硬化快，有較高的早期強(qiáng)度，但是后期強(qiáng)度下降。
(3)適用性廣、施工速度快?？赏ㄟ^(guò)輸料軟管在高空、深坑或狹小的工作區(qū)間向任意方位施作薄壁的或復(fù)雜造型的結(jié)構(gòu);不用或只用單面模板;施工占地面積小、機(jī)動(dòng)靈活、節(jié)省勞動(dòng)力，具有廣泛的適應(yīng)性。對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，還具有施工快速簡(jiǎn)便、機(jī)械設(shè)備簡(jiǎn)單、對(duì)交通影響不大等優(yōu)點(diǎn)。在不規(guī)則構(gòu)件以及不便使用模板的工程中，其優(yōu)越性尤為明顯。
三、原材選擇
水泥品種和強(qiáng)度等級(jí)的選擇主要應(yīng)滿足工程使用要求，當(dāng)加入速凝劑時(shí)，還應(yīng)考慮水泥與速凝劑的相容性。噴射混凝土宜選用硅酸鹽系列的水泥，如硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽、水泥礦渣碳酸鹽水泥。
粗集料的粒徑不宜大于20mm。集料級(jí)配對(duì)噴射混凝土拌合料的可泵性、通過(guò)管道的流動(dòng)性、在噴嘴處的水化、對(duì)受?chē)娒娴酿じ揭约爱a(chǎn)品的密度和經(jīng)濟(jì)性都有重要作用。細(xì)集料可選用無(wú)風(fēng)化的山砂或河砂，細(xì)度模數(shù)應(yīng)在2.7~3.7之間，其中直徑小于0.075mm的細(xì)砂應(yīng)低于20%。因?yàn)樯白舆^(guò)細(xì)不僅會(huì)影響噴射性能，而且會(huì)影響水泥漿與集料表面的黏結(jié)。