混凝土喷射机的应用及发展

混凝土喷射机的应用及发展

1、混凝土喷射机工作原理和结构特征

混凝土喷射机是工程施工中广泛使用的一种施工设备。它是利用压缩空气或其它动力，将按一定比例配合的拌和料通过管道输送并高速喷射到受喷面上凝结硬化，从而形成混凝土支护层。喷射混凝土技术工艺简便，施工造价低，适应面广，在各种建筑领域内发挥了重要作用。

目前在喷射混凝土作业中，绝大多数是使用转子式混凝土喷射机，因为这种喷射机结构简单、工作性能可靠、外形小、重量轻、维修和操作方便。据统计，目前我国各行业投人使用的转子式混凝土喷射机近十万台，每年更新数千台，使用量很大，它是我国喷射混凝土作业中的关键设备。干式喷射机工作原理和结构特征是：带有衬板的转子以一定的转速旋转，而结合板压在衬板上固定不动，结合板上连接有进风管和出料弯头，当转子中装有物料的各个料杯转动到与进风管和出料弯头相通时，在压气的作用下，物料通过出料弯头和输料管输送到喷咀，并在喷咀处加水喷射出去。在此过程中，由结合板和衬板组成的密封副起到了密封压气和物料的作用。干式混凝土喷射机的主要优点是输送距离长，设备简单，耐用。但由于它是使干拌和混凝土喷嘴外与水混和，故而施工粉尘，回弹均较大，干喷作业产生的粉尘危害工人健康，尤其是窄小巷道工程施工中，粉尘污染更为严重。

从60 年代起，在西方发达国家中，湿喷技术开始逐渐推行，各种湿式混凝土喷射机也陆续开发出来，所谓湿喷，其基本原理是将加水搅拌好的成品混凝土加人湿式喷射机，输送至喷嘴处，经掺加速凝剂后形成料束喷至施工面。

在国内，目前由于种种原因，干喷机仍是主要的喷射作业设备。但是随着人们环保意识的增强以及对喷射混凝土质量要求的提高，已有越来越多的湿式混凝土喷射机进入使用。在一些国际招标的大型水利工程中，如二滩水电站，黄河小浪底工程，三峡工程等，均是采用湿式混凝土喷射机作业。国内目前使用的各种湿式混凝土喷身机多是从国外引进的设备。近几年来。国内一些单位也开始开发研制出几种湿式混凝土喷射机，但生产规模尚有待于扩大概括起来，湿式混凝土喷射机主

要优点是：

(1)大大降低了机旁和喷嘴外的粉尘浓度，消除了对工人健康的危害。

(2)生产率高。干式混凝土喷射机一般不超过5m ／h。而使用湿式混凝土喷射机，人工作业时可达lOm ／h；采用机械手作业时，则可达20m ／h。

(3)回弹度低。干喷时，混凝土回弹度可达15％一50％。采用湿喷技术。回弹率可降低到10％以下。

(4)湿喷时，由于水灰比易于控制，混凝土水化程度高，故可大大改善喷射混凝土的品质，提高混凝土的匀质性．而干喷时，混凝土的水灰比是由喷射手根据经验及肉眼观察来进行调节，混凝土的品质在很大程度上取决于机手操作正确与否。

2、湿式混凝土喷射机的种类及工作原理

随着混凝土湿喷技术的应用，各国分别开发出一系列的湿式混凝土喷射机。根据湿式混凝土喷射机的工作原理，可分为泵送型及气动型两大类。

2.1、泵送型湿式混凝土喷机

泵送型混凝土喷射机主要有柱塞泵式湿喷机和螺杆泵式湿喷机两类柱塞泵式湿喷机是将柱塞式混凝土泵作为湿式混凝土喷射机的基本机体，在输送管出口装以喷嘴并在此通人压缩空气，将混凝土喷射出去。这类湿喷机一般较笨重，但输送距离长。在二滩，小浪底等一些大型水利工程中使用的，如瑞士M EY NA D IE R 公司的Robojet041 型混凝土喷射机。螺杆泵式湿喷机是以螺杆与定子套相互啮合时接角空间容积的变化来输送物料的。这种类型的有德国U ELM A T 公司的SB 一3 型湿喷机。我国有关单位也曾进行过研制。该机型的主要缺点是生产率低，螺杆和定子套的磨损较严重，故而应用范围不大。

2.2、气送式湿式混凝土喷机

这类湿喷机是利用压缩空气将物料在软管中以“稀薄流”的形式输送至喷嘴直接喷出。该机为并排的两个罐，一个喷射，一个备料。罐的底部各有一个横卧的螺旋输送器，喷射罐内通人压缩空气，湿拌和料经螺旋送进输料管，在喷嘴处，通过气环引入的压缩空气使拌和料喷射出去。这种湿喷机的缺点是向罐内加料比较麻烦，罐的清理亦不方便，且上料高度大，比较笨重。国外有采用转子结构的气送式湿式混凝土喷机，采用液压驱动装置，负荷变量泵通过液压马达带动转子转动，转速可调，从而使喷射量可调。采用了液压式转子转动，转速可调，从而使喷射量可调。采用了液压式转子压紧机构，压紧力可调。工作时料斗中的湿拌和料落人转子料孑L，经旋转180。后料孑L与压缩空气进气口相通，湿拌和料遂以悬浮状态被压至出料管，经在喷嘴混合室与液体速凝剂快速充分混合后，从喷嘴高速喷出。该机的缺点是设备投资较大，维护工作量大。由于自重达到2t 多，故机动性差。

3、国产湿式混凝土喷射机

3.1 SPZ 一6 型湿式混凝土喷射机SPZ 一6 型湿式混凝土喷射机是一种气送转子式湿式混凝土喷射机，其工作原理与瑞士阿利瓦280 机型相似，其转子由电动机经减速器带动旋转。该机设备投资少，生产率高，重量轻，机动性好。

3.2 TK 一961 型湿式混凝土喷射机TK 一961 型湿式混凝土喷射机是近年来研制成功的一种转子活塞式湿喷机。该机利用一组活塞将湿料推送至机器顶部的混合室，经与空气混合后，通过软管输送到喷嘴，在喷嘴处掺加速凝剂后喷出。该机的主要优点是无余气排放，送料连续性好。

3.3 、叶轮式湿式混凝土喷射机

叶轮式湿式混凝土喷射机是一种新型湿喷机，它采用了一种叶轮喂料装置，具有工作可靠，使用寿命长，适应骨料粒径范围大等优点。目前已生产出 A H 型系列产品。

4、湿式混凝土喷射机推广应用中需解决的一些问题

目前，由于湿喷技术具有明显的优势，湿式混凝土喷射机在工程中的应用亦越来越多。但是，由于存在着一些尚待解决的问题，对湿式混凝土喷射机的推广应用起到了一定的阻碍作用，以至于在我国，目前主要的喷射混凝土作业方式仍是干喷。

(1)湿式混凝土喷射机多采用液体速凝剂。进口及合资产品售价较高(达6000 —8000 fr／t)，而国产液体速凝剂尚无生产。相对应的干喷所粉状速凝剂

售价低(1000 多fr_／t)。

(2)劳动力成本低及人们的环保意识尚待提高。

(3)湿式混凝土喷射机作业时，设备较为复杂，操作及维修不及干喷机方便。

(4)使用湿式混凝土喷射机作业时，设备投资较高。

尽管干喷混凝土和湿喷混凝土在价格上基本相同，但湿喷混凝土工艺极大程度的改善了施工作业环境，满足了在地质条件较差地段快速施工的需要，保证了软弱围岩地段的施工安全，同时较大程度地节约了工期，取得了较好的经济效益和社会效益，但由于其设备自身速凝剂添加装置活塞返程造成速凝剂浪费，还有待厂家改进。同时，由于目前国内的喷射机机械手价格太高，多在100 多万元人民币／套，造成其推广受限，而普通的常用的设备配套并不能从根本上改善工人的作业环境，降低喷射混凝土回弹量，所以低价位的机械手的研制势在必行。