用干粉速凝剂进行混凝土湿喷施工技术.docx

隧道施工新工艺用干粉速凝剂进行混凝土湿喷技术介绍发明人：周鸿、班珊珊；电话、使用干粉速凝剂进行混凝土湿喷对施工企业的意义用干粉速凝剂进行混凝土湿喷技术是由中铁二局集团有限公司退体员工周鸿与其女班珊珊共同研发的，并已获实用新型技术专利。在集团公司全面实行项目精细化管理的过程中特别值得推广。因为该项技术与目前的隧道施工工艺相匹配，简单易学，能保证成本的降低和利润的稳步地增长。现多数集团公司在建的隧道工程有100多公里，如果能全面推广使用此项技术，只需很小的投入，就可增加利润达亿元以上。二、干粉速凝剂进行混凝土湿喷技术的基本原理自我国隧道施工引进喷射混凝土湿喷施工技术以来，使用的外加剂必须是液态速凝剂，至今从未有所改变。而该技术最大的特点是使用干粉速凝剂，用干粉速凝剂取代了液态速凝剂。干粉速凝剂因为具有售价低，不含水，施工作业时不会增大混凝土的水灰比，使混凝土凝固速度更快，回弹量减少，成本下降，无刺激性气味等特点。该技术由两部份组成，一是发明一种专门用于添加干粉速凝剂的机械设备-速凝剂粉气发生器。二是技术升级一种材料-专用干粉速凝剂。通过新设备和新材料的组合运用，诞生了此种新工艺。三、速凝剂粉气发生器设备（移动状态）尺寸长3.8米，宽1.8米，高2米自重2.1吨设备（作业状态）尺寸长3.8米，宽1.8米，高4米总重4.8吨1.设备工作原理:根据空气动力学和流体力学理论，利用压缩空气通过速凝剂发送罐经PC管连续向混凝土喷射机喷枪座计量输送专用干粉速凝剂。2.作业时不会增大粉尘浓度:专用干粉速凝剂是在密闭的罐体内雾化后经管道输入喷枪座的，它悬浮于压缩空气中，冲入混凝土输送管与湿拌混凝土碰撞后附着于混凝土上，因此不仅不增大粉尘浓度还有利于混凝土和速凝剂均匀度。3.实用性，可操作性好:a.设备是独立的，对混凝土喷射机基本无需改造，只需对喷枪座接管处做些小处理即可。设备适用于各型湿喷机，一机可服务于多台湿喷机。b.设备利用装载机移动，无需新投入移动设备和增加人员。c.设备智能控制，摇控运行，无需增加专业操作手。d.设备制造成本约7-10万元，除核心部件外，一般的机械制造厂都能生产。设备具有几十倍的投入利润比。4.设备作业流程示意图:开启罐门.人工加装速凝剂(2.5T).关闭罐门装载机移动设备至掌子面连接:1.压缩空气管(1-2M/min)2.速凝剂输送管3.动力线(5KM)通电.加压.试机施工作业卸压.解除各部连接.将设备撤离掌子面保养检查四、专用干粉速凝剂速凝剂粉气发生器对选用的干粉速凝剂产品有特殊的要求，不仅对细度有要求，还要求它能悬浮在运动的压缩空气中，不吸收空气中的水份，在管道中不发生柱塞现象，可完成量的调节与控制。如果常发生堵管现象，那该技术就无实用性和可操作性。专用干粉速凝剂的生产比较简单，只要是采用高炉锻烧的非复配的生产商，掌握了材料配方和生产工艺就可生产，只是制造成本约增加200元/吨左右。速凝剂按形态分为固态和液态，按化学组成分为含碱和无碱。目前隧道施工基本上采用的还是含碱的速凝剂，因为使用含碱的速凝剂采购价少1/2。含碱的干粉速凝剂和液态速凝剂其主要作用机理是基本相同的，因此用它们生产的喷射混凝土的质量是完全一样的。干粉速凝剂的主要化学物质由氧化铝和碳酸钠组成。而液态速凝剂则由氢氧化铝和氢氧化钠组成。从材质上就可以得出液态速凝剂腐蚀性高于干粉速凝剂，表现为在使用液态速凝剂作业时有强烈的刺激性气味。现在隧道施工时推广混凝土湿喷，是因为混凝土干喷产生大量的粉尘，有损员工的身心键康。有人误认为是不准使用干粉速凝剂，这是片面的。液态速凝剂是用50%以上的水作溶解液的，其掺量就自然高于干粉速凝剂。我们在设定混凝土的水灰比时必须满足混凝土的工作性能，水灰比不能太小。但在喷浆作业时加入液态速凝剂的同时也增大了混凝土的水灰比，水灰比虽然增加2-4%，但对混凝土的凝结速度，回弹量和强度影响很大。因此使用干粉速凝剂优于液态速凝剂。用无碱速凝剂生产的喷射混凝土的质量最好，混凝土后期强度无损失，耐久性能好，对钢筋无腐蚀，但产品售价高一倍。在国家未出台强制执行标准前施工企业是不愿选用的。有些商人说他们的速凝剂产品是低碱的或是中性的，这是一种故意的虑假宣传。速凝剂只有高碱和无碱两种产品，低碱的速凝剂是没有速凝效果的。今后有可能对喷射混凝土的碱含量作出严格的规定，那时含碱的速凝剂将被淘汰。我们现在已提前准备好了，掌握了生产出目前掺量最小，性价比最高的无碱专用干粉速凝剂技术。五、使用两种速凝剂的经济分析与对比因目前施工企业普遍使用的是碱性速凝剂，现只对含碱的液态和干粉速凝剂两种产品使用效果进行分析对比。工程名称:渝万高铁许家大园子隧道和分水隧道试验时间:2014年11月-12月地 点:重庆市梁平县1.采购价和施工用量的节约a.液态速凝剂工地价为2300元/吨，水泥净浆掺量为5%，施工平均掺量为7.5%。水泥用量为480公斤/M，其单位费用为：480公斤/MX7.5%X2.3元/公斤=82.5元/Mb.专用干粉速凝剂的工地价为1450元/吨，水泥净浆掺量为4%，施工掺量为6%。水泥用量为480公斤/M，其单位费用为：480公斤/MX6.5%X1.45元/公斤=45.24元/M。c.平均节约37.26元/M。降造率为45.16%。隧道每延米平均喷射混凝土量为23M，每延米节约费用为:23MX37.26=856.98元/M2.回弹率降低费用的节约喷射混凝土回弹率指的是喷射作业时的损失率。表现为两种形式:a.混凝土撞击受喷面产生反作用力的损失。b.混凝土在受喷面上未迅速凝固无法承受自身重量脱落的损失。当混凝土水灰比略大时a现象少而b现象严重，当混凝土水灰比略小时情况则相反。现场使用液态速凝剂喷射作业回弹率为15%左右，专用干粉速凝剂的回弹率为11%。喷射混凝土的综合费用约为517元/M。隧道施工每延米节约费用为:23MX517元/MX(15%-11%)=475.64元/M3.水泥用量的节约当使用专用干粉速凝剂进行混凝土湿喷作业时水泥用量减少了20公斤/M，混凝土的压强试验不变。水泥工地价为350元/吨。隧道施工每延米节约费用为:23MX20公斤/MX0.35元/公斤=161元/M。以上三项节约费用合计为:856.98元/M+475.64元/M+161元/M。=1493.62元/M。以上计算节约的费用仅供参考。不同地质情况的隧道，水泥和速凝剂相溶性差别，地材的单价，气温都对费用产生直接影响。总之，喷射混凝土的工作量越大，节约的成本就越多，降造增效就越显著。4.设备的使用将产生一部份费用。设备的购置费预计为2元/M，耗材和配件维修费预计为3元/M，小计为5元/M。隧道施工每延米费用为:23MX5元/M=115元/M。如果在建的隧道工程100公里，节约的成本为:100公里X1000MX(1493.62元/M-115元/M)=1.38亿元左右。六、如果采用此技术的建议1.利用集团公司在建的隧道工程，选定一个管理和技术水平都较高的项目部，对该技术进系统的，全面的试验和鉴定，验证场地和专业技术人员都是现成的，基本不需要费用就可检验出该技术的经济性和可行性，毫无风险性就能得出是否值得在集团内部全面推广的结论。2如果确定集团公司将在内部推广此技术，通过不断的试验，优化，进步，制定出一套标准的操作流程，将它作为项目精细化管理的一次实践活动。3.效果好，今后可考虑设备和材料由集团公司下属企业生产，这样的好处是: 一则更加深化项目精细化管理，将集中采购进化为集中生产，实现企业效益