冬季冰凍區(qū)域的鋼纖維噴射混凝土抗?jié)B和抗凍性能試驗研究

進(jìn)行了3種鋼纖維的鋼纖維噴射混凝土的室內(nèi)濕噴試驗,結(jié)合噴射大板切割試件的硬化性能,比較不同品種的鋼纖維對噴射混凝土拌合物工作性能及彎曲性能的影響,為鋼纖維的選用提供依據(jù)。

探討了鋼纖維噴射混凝土彎拉試件變形特性，推導(dǎo)了該混凝土在彎拉載菏作用下的損傷演化模型，結(jié)果表明：鋼纖維噴射混凝土的門檻損傷參數(shù)在0.19-0.23之間，臨界損傷參數(shù)在0.51-0.57之間，3倍峰菏位移時的損傷參數(shù)達(dá)0.92,略大于5.5倍初裂時所對應(yīng)的損傷值0.90，鋼纖維混凝土彎拉試件的門檻損傷值與彈性材料的臨界損傷值相當(dāng)，前者的臨界損傷值較大，因而表現(xiàn)出有較大的延性；從材料變形特征來說鋼纖維混凝土在彎拉載菏作用下呈塑性材料變形特征，對彎拉試驗初裂點(diǎn)的確定問題進(jìn)行了探討，建議采用物理意義明確的門檻損傷值所對應(yīng)的載菏作為初裂載菏，以此可準(zhǔn)確地確定初裂強(qiáng)度和計算鋼纖維混凝土的彎拉韌性指標(biāo)。

介紹了鋼纖維噴射混凝土在支護(hù)前的配合比試驗研究以及在支護(hù)過程中的質(zhì)量控制要點(diǎn),根據(jù)鋼纖維噴射混凝土所具有的性能(良好的韌性和延性),闡述了鋼纖維噴射混凝土在地下洞室支護(hù)中的施工工藝。

鋼纖維噴射混凝土具有普通混凝土無法比擬的優(yōu)點(diǎn),但在安慶銅礦是一門新技術(shù)、新工藝。為了將該技術(shù)在安慶銅礦進(jìn)行推廣,選擇安慶銅礦-560mm2#-4采場出礦進(jìn)路作試點(diǎn),進(jìn)行支護(hù)試驗研究。結(jié)果表明,鋼纖維噴射混凝土支護(hù)比鋼筋混凝土支護(hù)工期快2倍,總成本低50%以上

結(jié)合隧道工程,從試驗方法、單軸抗壓靜力特征等方面,對隧道鋼纖維噴射混凝土強(qiáng)度進(jìn)行分析探討,指出該方法在隧道等地下工程中可廣泛開展應(yīng)用

1 鋼纖維噴射混凝土的韌度試驗簡介 鋼纖維噴射混凝土的韌度可以通過能量吸收等級（板試驗）和殘余強(qiáng)度等級（梁試驗） 來要求并衡量。 （一）板試驗——能量吸收等級 1.大板的制作 試件（大板）的模板采用鋼?；蚰灸?，鋼模最小厚度4mm，木模18mm。人工噴射時， 試驗?zāi)０遄钚〕叽?00*600mm，建議尺寸800×800mm；機(jī)械噴射時，試驗?zāi)０遄钚〕叽?1000*1000mm。大板厚度需和大板試驗的試件要求尺寸相對應(yīng)（100mm或150mm）。將模 板設(shè)置在斜面上，模型的一個側(cè)面不設(shè)邊?；蛄粲休^大開口。噴射時模型約呈45o放置，開 口朝下，以避免回彈影響。 試件（大板）的制作同實際工程一致。應(yīng)使用和實際工程一致的施工設(shè)備，施工程序， 噴射距離，噴射角度，噴射厚度，并應(yīng)使用相同的操作手。并且對試件（大板）進(jìn)行詳細(xì)標(biāo) 明（配合比，試驗地點(diǎn)，日期，操作員）。 大板成型后

1 鋼纖維噴射混凝土的韌度試驗簡介 鋼纖維噴射混凝土的韌度可以通過能量吸收等級（板試驗）和殘余強(qiáng)度等級（梁試驗） 來要求并衡量。 （一）板試驗——能量吸收等級 1.大板的制作 試件（大板）的模板采用鋼模或木模，鋼模最小厚度4mm，木模18mm。人工噴射時， 試驗?zāi)０遄钚〕叽?00*600mm，建議尺寸800×800mm；機(jī)械噴射時，試驗?zāi)０遄钚〕叽?1000*1000mm。大板厚度需和大板試驗的試件要求尺寸相對應(yīng)（100mm或150mm）。將模 板設(shè)置在斜面上，模型的一個側(cè)面不設(shè)邊模或留有較大開口。噴射時模型約呈45o放置，開 口朝下，以避免回彈影響。 試件（大板）的制作同實際工程一致。應(yīng)使用和實際工程一致的施工設(shè)備，施工程序， 噴射距離，噴射角度，噴射厚度，并應(yīng)使用相同的操作手。并且對試件（大板）進(jìn)行詳細(xì)標(biāo) 明（配合比，試驗地點(diǎn)，日期，操作員）。 大板成型后

1 鋼纖維噴射混凝土的韌度試驗簡介 鋼纖維噴射混凝土的韌度可以通過能量吸收等級（板試驗）和殘余強(qiáng)度等級（梁試驗） 來要求并衡量。 （一）板試驗——能量吸收等級 1.大板的制作 試件（大板）的模板采用鋼?；蚰灸＃撃Ｗ钚『穸?mm，木模18mm。人工噴射時， 試驗?zāi)０遄钚〕叽?00*600mm，建議尺寸800×800mm；機(jī)械噴射時，試驗?zāi)０遄钚〕叽?1000*1000mm。大板厚度需和大板試驗的試件要求尺寸相對應(yīng)（100mm或150mm）。將模 板設(shè)置在斜面上，模型的一個側(cè)面不設(shè)邊?；蛄粲休^大開口。噴射時模型約呈45o放置，開 口朝下，以避免回彈影響。 試件（大板）的制作同實際工程一致。應(yīng)使用和實際工程一致的施工設(shè)備，施工程序， 噴射距離，噴射角度，噴射厚度，并應(yīng)使用相同的操作手。并且對試件（大板）進(jìn)行詳細(xì)標(biāo) 明（配合比，試驗地點(diǎn)，日期，操作員）。 大板成型后

水布埡面板堆石壩地下電站主廠房頂拱和部分邊墻的永久支護(hù)采用預(yù)應(yīng)力錨桿和濕法噴射的鋼纖維噴射混凝土施工技術(shù)。為了給施工提供技術(shù)參考,開展了鋼纖維噴射混凝土的配合比設(shè)計及性能試驗。試驗結(jié)果表明,初步設(shè)計的18組鋼纖維噴射混凝土拌和物性能良好,坍落度為110～140mm;采用8604(液)和sa160(液)速凝劑,混凝土的性能差別不大;佳密克斯和哈瑞克斯鋼纖維混凝土強(qiáng)度優(yōu)于漢森鋼纖維混凝土。根據(jù)試驗結(jié)果及擬合的回歸方程,推薦施工中采用水灰比為0.49的一級配鋼纖維噴射混凝土,現(xiàn)場檢測的噴射混凝土實際抗壓強(qiáng)度滿足c25的設(shè)計強(qiáng)度等級。

鋼纖維噴射混凝土；施工質(zhì)量；控制 鋼纖維噴射混凝土是在空氣壓力作用下，高速噴射至受噴面上而形成的分布有不連續(xù)鋼 纖維的混凝土，具有鋼纖維混凝土的良好性質(zhì)，與素噴混凝土相比，提高了彎拉強(qiáng)度、韌性、 延性和阻裂能力，可以有效減少|(zhì)考試大|混凝土的收縮裂縫，增強(qiáng)混凝土的耐久性和密實性， 施工時，避免了掛網(wǎng)操作，可以實現(xiàn)無?；焖偈┕ぁＲ虼?，這項技術(shù)發(fā)展以來，在隧道和 地下工程中的襯砌支護(hù)、礦山巷道的軟巖支護(hù)、建筑物與橋梁的修補(bǔ)加固、水工建筑的面板 防滲加固處理等很多工程項目上得到應(yīng)用。 鋼纖維噴射混凝土不能人工振搗，只是依靠噴射時高速氣流的作用，對混凝土的不斷沖 擊達(dá)到振實的目的。鋼纖維噴射混凝土施工作業(yè)要保證施工效率，而且通過材料措施和技術(shù) 措施降低回彈率、節(jié)約材料、增強(qiáng)施工質(zhì)量。因此需研究如何通過控制材料質(zhì)量和配合比、 改進(jìn)施工技術(shù)來提高鋼纖維噴射混凝土的施工

鋼纖維噴射混凝土；施工質(zhì)量；控制 鋼纖維噴射混凝土是在空氣壓力作用下，高速噴射至受噴面上而形成的分布有不連續(xù)鋼 纖維的混凝土，具有鋼纖維混凝土的良好性質(zhì)，與素噴混凝土相比，提高了彎拉強(qiáng)度、韌性、 延性和阻裂能力，可以有效減少|(zhì)考試大|混凝土的收縮裂縫，增強(qiáng)混凝土的耐久性和密實性， 施工時，避免了掛網(wǎng)操作，可以實現(xiàn)無?；焖偈┕ぁＲ虼?，這項技術(shù)發(fā)展以來，在隧道和 地下工程中的襯砌支護(hù)、礦山巷道的軟巖支護(hù)、建筑物與橋梁的修補(bǔ)加固、水工建筑的面板 防滲加固處理等很多工程項目上得到應(yīng)用。 鋼纖維噴射混凝土不能人工振搗，只是依靠噴射時高速氣流的作用，對混凝土的不斷沖 擊達(dá)到振實的目的。鋼纖維噴射混凝土施工作業(yè)要保證施工效率，而且通過材料措施和技術(shù) 措施降低回彈率、節(jié)約材料、增強(qiáng)施工質(zhì)量。因此需研究如何通過控制材料質(zhì)量和配合比、 改進(jìn)施工技術(shù)來提高鋼纖維噴射混凝土的施工

鋼纖維噴射混凝土李志業(yè)

為了探討在噴射混凝土中仿鋼纖維替代鋼纖維的可行性,研究了鋼纖維和仿鋼纖維噴射混凝土的力學(xué)性能和耐久性能,特別是對其抗碳化以及抗氯離子侵蝕耐久性進(jìn)行了比較.研究結(jié)果表明,在適量的摻量條件下,鋼纖維噴射混凝土的力學(xué)性能較仿鋼纖維要好,但從長期耐久性來看,在碳化和氯離子腐蝕環(huán)境中鋼纖維噴射混凝土將有一個失效的過程,而仿鋼纖維噴射混凝土可長期有效.因此,在腐蝕環(huán)境條件下,當(dāng)力學(xué)性能滿足設(shè)計要求時,仿鋼纖維完全可以替代鋼纖維,且提高了耐久性能.

根據(jù)鋼纖維噴射混凝土結(jié)構(gòu)力學(xué)原理,為了研究鋼纖維混凝土噴層在隧道單層永久襯砌支護(hù)中適用性,先分析鋼纖維在混凝土中的增強(qiáng)力學(xué)作用機(jī)制,然后完成鋼纖維噴射混凝土合理配比、抗拉、抗壓、抗折及抗折初裂強(qiáng)度和彎曲性能等指標(biāo)的室內(nèi)試驗;并結(jié)合具體的隧道現(xiàn)場噴射試驗,以及圍巖應(yīng)力、鋼纖維混凝土噴層應(yīng)力及洞周附加水平收斂等監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明,鋼纖維噴混凝土抗拉、抗折強(qiáng)度高,韌性好,噴層中的應(yīng)力分布較均勻,具有較好的讓壓能力,噴射作業(yè)回彈損失量減少,說明鋼纖維噴射混凝土是一種理想的單層襯砌支護(hù)材料,具有較好的推廣應(yīng)用價值。

鋼纖維噴射混凝土是通過管道輸送裝置在高壓作用下將摻入鋼纖維的混凝土拌合物高速噴射到施工作業(yè)面的一項技術(shù)。由于其抗裂性特強(qiáng)、韌性很大、抗沖擊與耐疲勞強(qiáng)度高、抗拉與抗彎強(qiáng)度高,廣泛應(yīng)用于道路、機(jī)場、橋梁、水工、港口、鐵路、礦山、隧道、軍事及工民建等工程領(lǐng)域。本文先闡述了鋼纖維噴射混凝土的起源和廣泛應(yīng)用后,然后對現(xiàn)有各種工程應(yīng)用中的鋼纖維噴射混凝土配合比進(jìn)行詳細(xì)分析,初步確定影響鋼纖維噴射混凝土強(qiáng)度的主要因素為硅灰摻量、砂率、用水量和水泥用量,采用四因素四水平正交設(shè)計實驗方法,按規(guī)定的試驗條件進(jìn)行試驗,測出不同編號試驗所得產(chǎn)品的試驗指標(biāo)。雖然室內(nèi)試驗工作量大,選擇范圍也大,但現(xiàn)場試驗工作量小,具有干擾施工小的特點(diǎn)。并提出了\"水泥裹砂\"、\"水泥裹石\"新工藝技術(shù)。

對支護(hù)工程中鋼纖維噴射混凝土進(jìn)行了試驗研究,結(jié)果表明:隨著鋼纖維用量的增加,噴射鋼纖維混凝土的抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和彎曲韌性指數(shù)有不同程度的增加,而抗壓強(qiáng)度沒有明顯的改善。根據(jù)試驗結(jié)果,提出硅灰的適宜摻量范圍在5%~7%之間。探討了硅灰和鋼纖維的增強(qiáng)、增韌機(jī)理,建立了噴射鋼纖維混凝土的密實-骨架模型。

介紹鋼纖維噴射混凝土在隧道施工中的應(yīng)用。

探討在原襯砌加噴鋼纖維噴射混凝土的方法.分析了圍巖、原襯砌普通混凝土、鋼纖維噴射混凝土等三層材料的結(jié)構(gòu)性能,并以工程中常見的地質(zhì)情況為例,說明使用鋼纖維噴射混凝土的優(yōu)越性.

結(jié)合槎路隧道工程實例,介紹在隧道襯砌施工中噴射鋼纖維混凝土過程中對鋼纖維的技術(shù)要求和具體的施工工藝以及所具有的經(jīng)濟(jì)效益。

介紹了微硅粉在鋼纖維噴射混凝土中的應(yīng)用情況。試驗表明,隨速凝劑摻量的增加,混凝土各齡期的抗壓強(qiáng)度降低。用微硅粉取代速凝劑,可保證噴射混凝土的質(zhì)量,降低工程成本。

試驗研究了水泥用量、水灰比和鋼纖維對全輕混凝土、鋼纖維全輕混凝土抗凍性能的影響,混凝土輕骨料采用膨脹頁巖陶粒和輕砂。結(jié)果表明:全輕混凝土和鋼纖維全輕混凝土均未因凍融循環(huán)產(chǎn)生質(zhì)量損失;與相對動彈性模量比較,抗彎強(qiáng)度損失率隨凍融循環(huán)的變化更加明顯。采用適當(dāng)水泥用量和水灰比配制的全輕混凝土具有一定的抗凍能力,鋼纖維對全輕混凝土抗凍性能具有顯著的增強(qiáng)效果。建議對于主要承受彎曲作用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土,增加抗彎強(qiáng)度損失率作為抗凍性評價指標(biāo)。

以不同體積摻率的鋼纖維作為因變量,設(shè)計了鋼纖維噴射混凝土的配合比,通過室內(nèi)試驗檢測了其力學(xué)性能,并通過工程應(yīng)用實例對其在隧道工程中應(yīng)用效果進(jìn)行研究。室內(nèi)試驗表明:當(dāng)鋼纖維體積摻率由0.0%增加到0.8%時,各齡期下鋼纖維噴射混凝土的抗拉與抗折強(qiáng)度得到了較大的提高;同時考慮滿足鋼纖維噴射混凝土的力學(xué)性能和經(jīng)濟(jì)效益的情況下,建議鋼纖維的最佳體積摻率取0.6%。工程應(yīng)用表明:在隧道二襯結(jié)構(gòu)中采用鋼纖維噴射混凝土后,具有施工方便、早期強(qiáng)度高、能夠與圍巖緊密接觸并提供支護(hù)抗力,對圍巖擾動少等優(yōu)點(diǎn),且襯砌結(jié)構(gòu)受壓應(yīng)力較小,滿足結(jié)構(gòu)安全設(shè)計要求,應(yīng)用前景廣闊。