纖維素纖維在高鐵隧道襯砌混凝土中的應(yīng)用研究

對纖維素纖維混凝土工作性能、強(qiáng)度、抗裂性能和耐久性能進(jìn)行測試,結(jié)果表明:纖維素纖維混凝土比普通混凝土有較好工作性能、早期抗裂性能和耐久性能;可提高混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度。因此,可應(yīng)用于ⅱ、ⅲ級圍巖條件下隧道二次襯砌結(jié)構(gòu)。纖維素纖維對混凝土增強(qiáng)作用機(jī)理可解釋為:通過纖維在混凝土中亂向分布,改善混凝土內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu);減少氣泡含量和氣泡間距;并減小混凝土裂縫萌生和擴(kuò)展概率;從而改善混凝土性能。將纖維素纖維混凝土應(yīng)用于某高速鐵路隧道二次襯砌結(jié)構(gòu),可滿足工作性能、強(qiáng)度、耐久性能要求,且成型后70、280d混凝土表面沒有裂縫產(chǎn)生。

結(jié)合2個(gè)地下車庫建筑工程實(shí)例,進(jìn)行了水泥混凝土地面抗裂性能對比分析。針對混凝土地面開裂的原因和特性,通過采用纖維素纖維等新材料、新技術(shù)、新工藝,開展了建筑混凝土地面抗裂技術(shù)工程化應(yīng)用研究,并采取了多種綜合抗裂保證措施和有效的設(shè)計(jì)施工方案,取得了較好的實(shí)際應(yīng)用效果,供同類工程項(xiàng)目參考借鑒。

文章通過研究纖維素纖維性能特點(diǎn)以及復(fù)合纖維素纖維對裝配式橋梁預(yù)制墩柱生產(chǎn)中的c40自密實(shí)混凝土的工作性能、強(qiáng)度、表觀質(zhì)量及耐久性的影響,試驗(yàn)得出適合裝配式橋梁預(yù)制墩柱生產(chǎn)的纖維素纖維混凝土的最佳配合比,既保證了工作性能、強(qiáng)度,改善了預(yù)制墩柱的表觀質(zhì)量又有一定的經(jīng)濟(jì)性,通過生產(chǎn)中試驗(yàn)證了應(yīng)用于公司裝配式橋梁預(yù)制墩柱產(chǎn)品的可行性,并在此基礎(chǔ)上在成都市羊犀立交擴(kuò)容改造項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)了工程示范應(yīng)用。

結(jié)合水電工程的實(shí)際,開展了纖維素纖維在水工抗沖磨高性能混凝土中應(yīng)用的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)研究結(jié)果表明:在水工抗沖磨高性能混凝土中摻入部分纖維素纖維,可以有效地增加混凝土的體積穩(wěn)定性,改善混凝土抵抗溫度裂縫的能力,提高水工抗沖磨高性能混凝土的抗沖磨能力。

渠道襯砌混凝土極易開裂滲透,嚴(yán)重影響渠道的正常使用和混凝土耐久性。纖維可以在混凝土中發(fā)揮阻裂作用。通過對比試驗(yàn),研究了纖維素纖維混凝土與聚丙烯纖維混凝土的早期抗裂和抗?jié)B性能,分析纖維素纖維摻量對混凝土抗裂性和抗?jié)B性的影響規(guī)律,探討纖維改善混凝土抗裂和抗?jié)B性能的機(jī)理,提出經(jīng)濟(jì)合理的纖維摻量。試驗(yàn)結(jié)果表明:纖維素纖維的摻入顯著改善了混凝土的抗裂和抗?jié)B性能,且改善效果明顯優(yōu)于聚丙烯纖維。

本文重點(diǎn)闡述從原材料、配合比和生產(chǎn)組織入手,采取新技術(shù)新方法控制高強(qiáng)大體積砼裂紋的產(chǎn)生。

普通混凝土由于抗拉強(qiáng)度低,抗拉極限變形值小,因而在實(shí)際工程中很容易裂縫。研究表明,混凝土中摻入纖維材料是一種不錯(cuò)的技術(shù)途徑。在前人研究的基礎(chǔ)上,主要研究了摻入uf500纖維素纖維混凝土的抗裂性能,通過一系列試驗(yàn),將其各種抗裂指標(biāo)與普通混凝土進(jìn)行了對比,結(jié)果表明,同一水灰比下,摻入了纖維素纖維混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度始終高于普通混凝土;在其他條件相同的情況下,摻入了纖維素纖維混凝土的抗拉彈性模量比普通混凝土低,抗裂性較好?？梢?uf500纖維摻入混凝土中能有效抑制由于混凝土塑性收縮、溫濕度變化等引起的裂紋的形成及發(fā)展。

利用極差分析和方差分析,研究纖維素纖維、粉煤灰、煤矸石、硅灰等對混凝土抗壓強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度和拉壓比的影響。在保證混凝土劈裂強(qiáng)度的基礎(chǔ)上,優(yōu)選混凝土配合比進(jìn)行混凝土抗裂性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,纖維素纖維對混凝土的強(qiáng)度無明顯影響,但可顯著改善混凝土抗裂性能;礦物摻合料也可以改善混凝土的抗裂性。

研究了纖維素纖維對渡槽c50混凝土的工作性、力學(xué)性能、抗?jié)B性能及塑性收縮開裂特性的影響,并與聚丙烯纖維進(jìn)行了對比。結(jié)果顯示,摻纖維素纖維使混凝土的工作性能略有降低,對抗壓強(qiáng)度影響不大,顯著提升了混凝土的劈拉強(qiáng)度、抗裂性及抗?jié)B性,表現(xiàn)出了比聚丙烯纖維優(yōu)越的性能,更適合渡槽混凝土抗裂防滲的要求。

膨脹水泥混凝土不僅能起到良好的防水作用而且能防止由于混凝土各種收縮產(chǎn)生的裂縫,其在隧道襯砌工程中的使用已逐步顯示出不可替代的作用。文章以浙江省臺縉高速公路蒼嶺隧道ⅳ類圍巖襯砌為例,闡述了膨脹劑在隧道襯砌混凝土中的作用機(jī)理以及對混凝土的影響及施工中的質(zhì)量控制等。

為了在紡纖維素纖維紗時(shí)合理搭配鋼領(lǐng)與鋼絲圈,提高生產(chǎn)效率、成紗質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本,分析了鋼領(lǐng)、鋼絲圈對成紗質(zhì)量的影響及紡纖維素纖維紗的要求,重點(diǎn)從要求、選型及維護(hù)、保養(yǎng)等方面闡述了鋼領(lǐng)、鋼絲圈的選配、使用以及兩者相互配套的原則、系列化、磨合、管理等,指出:高精密合金鋼鋼領(lǐng)配弓形截面或瓦楞形截面鋼絲圈是紡制纖維素纖維的最佳選擇。

本文通過對鋼纖維混凝土的特性的分析,以及噴射鋼纖維混凝土與傳統(tǒng)鋼筋網(wǎng)片混凝土在受力方式、經(jīng)濟(jì)成本、混凝土的回彈量上進(jìn)行了對比分析,得出,鋼纖維混凝土在隧道襯砌中有很大的應(yīng)用空間,可以帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益,值得大力推廣。

以離子液體氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑([amim]cl)為溶劑,采用雙螺桿擠出機(jī)溶解并紡制了較高質(zhì)量分?jǐn)?shù)的纖維素纖維,測定了纖維素纖維的結(jié)構(gòu)與性能以及纖維中[amimcl]殘余質(zhì)量分?jǐn)?shù),觀察了纖維的微觀形貌。結(jié)果表明:雙螺桿擠出機(jī)能溶解并紡制較高質(zhì)量分?jǐn)?shù)的纖維素纖維,可達(dá)30%,纖維素纖維晶型由漿粕的ⅰ型轉(zhuǎn)變?yōu)棰⑿?纖維結(jié)晶度小于纖維素漿粕。成形過程中,纖維中的離子液體難于完全除去,導(dǎo)致纖維素纖維分解溫度下降。實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí),纖維斷裂強(qiáng)度最高,為0.51cn/dtex。

通過熔融擠出共混制備纖維素纖維/納米caco3/β晶型聚丙烯(β-pp)復(fù)合材料,并用馬來酸酐接枝聚丙烯(pp-g-ma)改善材料的相容性,用聚丙烯膨脹型(無鹵)阻燃劑提高材料的阻燃性。研究了廢棄纖維素纖維、β成核劑、相容劑和阻燃劑對材料結(jié)構(gòu)與性能的影響。

螺紋鋼筋校直后對接。為了加強(qiáng)焊接處的拉 撥強(qiáng)度，再用22mm長320mm的鋼筋綁焊 (雙面焊接)在鋼筋的對接處。為防止錨杼 貼靠孔壁，每隔5m處再焊3報(bào)22m單長 60m孵綁箭。安裝時(shí)，將排氣管．(距孔底 5～locm)和進(jìn)漿管固定在錨桿上。錨桿插 入孔內(nèi)肩，tlm段20cm用水泥砂漿封堵， 24小時(shí)后開始注漿，砂漿壓力為0．1m∞，漿 液配比為：水}水泥：砂=0．75：l；0．8 ～0．6：l：0．65。經(jīng)拉撥試驗(yàn)檢查錨固力滿 足30t設(shè)計(jì)要求。 2．系統(tǒng)錨桿的施工。錨桿直徑22mm， 采用手風(fēng)鉆鉆孔，孔徑4omm。先用洼裝 器注漿，然后再插桿。經(jīng)拉撥試驗(yàn)檢查，錨 桿的錨固力達(dá)到iot設(shè)計(jì)要求。 3．噴混凝土施工。由于開挖梯段高度為 tom，噴溏凝土采用搭設(shè)腳手架，人工噴射 的方法。經(jīng)鉆孔檢查，噴混凝土平均厚度達(dá) 到或超過了

由于傳統(tǒng)盾構(gòu)隧道混凝土管片存在的問題,新型管片的研究成為盾構(gòu)隧道技術(shù)研究的一個(gè)重要方向。纖維混凝土管片的研究和應(yīng)用在國內(nèi)實(shí)例較少,尚處于起步階段。文章通過材料試驗(yàn),研究了纖維混凝土的抗壓性能和高溫下的抗爆裂性能,為纖維混凝土管片的應(yīng)用提供試驗(yàn)依據(jù);通過對纖維混凝土盾構(gòu)隧道管片的承載力和裂縫寬度的結(jié)構(gòu)分析,得出一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的建議。文章探討了纖維混凝土管片的應(yīng)用可能及相關(guān)問題,對推動(dòng)我國新型隧道管片研究和應(yīng)用具有實(shí)際的意義。

鋼纖維混凝土在秦嶺隧道襯砌中的應(yīng)用研究* 周欣竹鄭建軍張彌 (北方交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院,北京100044) 摘要針對秦嶺隧道工程的特點(diǎn),提出了采用濕噴鋼纖維混凝土作為隧道襯砌的方法.并從結(jié) 構(gòu)強(qiáng)度、變形能力和防水性能方面論證了此方法的優(yōu)越性.最后給出了一個(gè)國外隧道工程的實(shí)例. 關(guān)鍵詞鋼纖維混凝土隧道襯砌應(yīng)用研究 分類號tu377 researchontheapplicationofthesteelfiber reinforcedconcretetoqinlingtunnellining zhouxinzhuzhengjianjunzhangmi (collegeofcivilengineeringandarchitecture,northernjiaotonguniversit

針對秦嶺隧道工程的特點(diǎn)，提出了采用濕噴鋼纖維混凝土作為隧道襯砌的方法．并從結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、變形能力和防水性能方面論證了此方法的優(yōu)越性．最后給出了一個(gè)國外隧道工程的實(shí)例．

為了確定纖維隧道襯砌混凝土合理配合比,通過在傳統(tǒng)配合比中加入早強(qiáng)組分、纖維素等外加劑,研究其對噴射混凝土相關(guān)性能的影響。結(jié)果表明:用早強(qiáng)組分部分替代速凝劑,可以提高混凝土后期強(qiáng)度;可以改善混凝土初始坍落度,降低混凝土的回彈率,進(jìn)一步保證施工質(zhì)量。

本文主要闡述了某線高速鐵路隧道襯砌混凝土裂縫的成因與防治措施隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，山嶺地區(qū)新建高速鐵路越來越多，隧道工程所占的比例逐步增大。高鐵隧道二次襯砌施工普遍采用整體式鋼模板臺車、泵送混凝土施工工藝，但混凝土硬化過程中產(chǎn)生的裂縫不僅影響了美觀，還給工程質(zhì)量留下了隱患。施工中必須采取合理的工程技術(shù)措施，控制和減少混凝土中裂縫的數(shù)量和寬度。本文分析了混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，提出了緩解裂縫產(chǎn)生的措施，并介紹了幾種常見的裂縫治理方法。

隨著我國高標(biāo)準(zhǔn)大規(guī)模高鐵建設(shè)的深入推進(jìn),運(yùn)營開通較早的高速鐵路隧道襯砌病害逐步顯現(xiàn),影響高鐵行車安全,突出病害主要以空洞為主,且難以整治。以合肥至武漢鐵路年家灣隧道病害整治工程為例,提出在原有襯砌的基礎(chǔ)上,在破損部位構(gòu)建新的襯砌結(jié)構(gòu)(模筑混凝土施工關(guān)鍵技術(shù)),與原有襯砌形成整體受力,加強(qiáng)隧道襯砌的整體強(qiáng)度,取得良好整治效果。

文章分析了鋼纖維噴射混凝土對原材料的要求,結(jié)合鋼纖維噴射混凝土隧道襯砌施工的特點(diǎn),重點(diǎn)進(jìn)行了配合比和錨噴、網(wǎng)噴施工工藝方面的研究,解決了鋼纖維噴射混凝土隧道襯砌的集料回彈率大、結(jié)團(tuán)堵管、強(qiáng)度不夠等常見問題,加快了施工進(jìn)度和降低綜合成本的效果。本文對類似隧道的設(shè)計(jì)與施工有一定的參考價(jià)值。