等离子喷射工艺

等离子喷涂设备主要包括喷涂枪、送粉机构、整流电路、供气系统、水冷系统及控制系统。喷枪实际上是等离子弧发生器，它产生等离子射流并将啧涂粉末送人射流中，喷枪的结构将决定喷涂工艺参数的合理选择和喷涂过程中的稳定性，送粉机构由贮放装置和定量供粉装置组成。

整流电源一般选择具有陡降电压-电流曲线的直流电压。它的外特性、动特性及供电参数都应满足产生稳定等离子弧的要求。控制系统包括水、电、粉的调节控制和喷涂过程的自动控制。

喷射混凝土的工艺流程中：主要是供料、压气、供水、供电四大系统；四大系统齐备，才能进行喷射混凝土操作。但是工作气压多大合适，喷头喷射的方向以及喷头距受喷围岩表面距离多少才能有效地作业，一次喷层厚度多大为合理，初喷与复喷的间隔时间多长为适宜，以及喷层与锚杆、金属网的关系等，都需要科学、合理、实用的工艺参数。工艺参数合理，才能保证喷射混凝土的质量和施工进度，从而有效地发挥其应有的支护作用。

1.工作压力

工作压力是指喷射混凝土正常施工时，喷射机工作罐时或转子体内的压气压力。喷射混凝土是靠压缩空气来输送混合料的，因此，正确掌握气压是十分重要的。气压掌握是否适当，对于减少喷射混凝土的回弹，降低粉尘，保证喷射混凝土质量，防止输送管路堵塞等都有很大影响。

控制气压，为了控制粉尘和回弹，大都采用低气压。一般来说，水平输送距离30~50m，喷射机的供气压力保持在0.12~0.18MPa是适当的和有效的。

进料管内径为50mm时，喷射机的工作气压可参照下列经验公式确定：

水平输料，输料管长度在200m以内， 向上垂直输料时，要求工作气压比水平输料时大，每增加设计10m，约增加工作气压0.02~0.03 MPa。

当然，在喷射混凝土施工过程中，喷射机司机应与喷射手密切配合，根据实际情况及时调整喷射机的工作压力。

2.水压

为了保证喷头处加水通过水环能使气流迅速通过的混凝土混合料充分湿润，一般水压应比气压高0.1MPa左右。采用双水环比单水环的效果好一些。应当采用专用水箱，装上压力表，操作人员调节喷头水环上的水阀来控制水压。

3.水灰比

掌握合理的水灰比对于减少回弹、降低粉尘和保证喷射混凝土有直接关系。混合料加水变成混凝土是在喷头处水环供水瞬间实现的，理论上最合适的水灰比是0.4~0.5。但实际操作中全靠喷射手的经验加以控制，及时调整。主要靠目测，而不能实测。根据经验，如果新喷射的混凝土易粘着，回弹量少，喷层表面有一定的光泽，说明水灰比是合适的。如果喷射时出现干斑，粉尘飞扬，回弹量大，喷层表面无光泽，说明水灰比偏低，应适当增加水量。如果喷射时表面塑性大，出现流淌现象，则说明水灰比偏高，应适当减少水量。

4.喷头方向

当喷头喷射方向（即喷射料束方向）与受喷面（围岩表面）垂直，并略向刚喷射的部位倾斜时，回弹量最小。这时因喷射方向与受喷面垂直时，粗骨料遇岩面或混凝土层碰撞后总有一部分按垂直的相反方向弹回，这时弹回物受到喷射料束的约束，抵消了部分回弹的能量，有利于嵌入砂浆或混凝土层中。而喷头喷射方向略微向刚喷部位倾斜，则可使喷出的料束有相当部分直接冲入粘塑状态的混凝土中，而避免一部分骨料与岩面直接碰撞而增大回弹量。因此，除喷巷帮侧墙下部时，喷头的喷射角度可下俯10°~15°外，其他顶板及两帮喷射混凝土时，要求喷头的喷射基本上垂直于围岩受喷面。

5.喷头与受喷面的距离

喷头与受喷面最佳距离是根据喷射混凝土强度最高和回弹最小来确定的，最大限度约为800~1000mm。一般在输料距离30~50m，供气压力0.12~0.18MPa，最佳喷距喷帮300~500mm，喷顶450~600mm。如果距离过小，粗骨料喷射时所受空气阻力很小，而喷射动能很大，增大了回弹；如果距离过大，粗骨料喷射时所受空气阻力过大，相应的喷射动能减小而无法嵌入混凝土，而且有可能出现料束扩散较大，使回弹量有所增加。

6.一次喷射厚度

混凝土混合料从喷头喷出后，围岩表面立即粘结一层喷射混凝土。如果不移开喷头而连续在一处喷射，粘结的混凝土层会愈粘愈厚，直至混凝土支持不住本身的重量，就会出现错裂，甚至脱落，影响混凝土的粘结力与凝聚力。如喷头移动过快，地岩面上只留下薄薄一层砂浆，而大部分骨料弹回。等薄层硬结后再喷第二层，相当于又向岩面喷射，势必增加回弹率，影响效率。因此，一次喷射混凝土应有一定的厚度，其厚度主要根据岩性、围岩应力，裂隙、巷道规格尺寸，及其他形式支护（如锚杆）的配合情况来确定。过厚、过薄均不利。一般一次喷射混凝土的厚度：掺速凝剂水平喷100mm，向上喷射60mm；不掺速凝剂水平喷射70mm，向上喷射40mm。

7.喷射层间的间隔时间

因设计要求喷射混凝土很厚，或围岩部凹穴很深，喷射混凝土厚度往往超过一次喷射所能达到的厚度，要进行二次或多次复喷，其间隔时间，应当是喷射混凝土终凝后，且产生一定强度，能经受下次喷射流束的冲击而不至损坏。合理的间隔时间与水泥品种、速凝剂掺量、环境温度、水灰比大小、施工方法、支护性能等有密切关系。实际操作时，可根据具体情况和施工组织设计或作业规程的要求掌握 。