流变学参数表征湿喷混凝土工作性研究进展

为提高工作性对湿喷混凝土施工性能(可输送性、可喷性)的指导作用,归纳了现有各种技术规范的工作性要求,回顾了流变特性与可喷性相关性研究进展,探讨了流变性能时变机制,总结了时变模型发展现状。结果表明,坍落度无法协调可输送性与可喷性工作性需求矛盾,流变学参数应用效果优于坍落度;屈服剪切应力增加,一次喷射厚度变大,回弹率减小;塑性黏度降低,管道输送压力减小,可输送性变好,但屈服剪切应力、塑性黏度与密实度的相关性尚需深入研究;主流的流变性能时变模型为指数、对数、线性、幂函数等经验公式,应加强有物理意义的模型推导;时变预测模型缺乏有效验证手段,应重点研发速凝体系下湿喷混凝土流变性能的原位评估方法。

高引气型湿喷混凝土回弹控制技术研究

为提高湿喷混凝土的可泵性,减少回弹率,掺加新型引气流变剂制备了高引气型湿喷混凝土,测试了引气流变剂与其他材料的相容性,研究了高引气型湿喷混凝土的工作性能、力学性能及回弹率等。结果表明:新型引气流变剂的发泡和稳泡能力均高于AES和K12,浓度为0.2%时,发泡量为1050 mL,半衰期达650 s;由于滚珠效应和溶剂化膜作用,引气流变剂能提高湿喷混凝土的流动性及保坍性,减水剂掺量为0.8%、引气流变剂掺量为0.2%时,含气量由普通混凝土的2.3%增大至10.2%;掺加引气流变剂后,湿喷混凝土的回弹率由14.56%降至8.79%,实测粉尘浓度由10.82 mg/m^(3)降至5.96 mg/m^(3),其他性能满足施工要求。

微-纳米尺度掺合料改善补偿收缩湿喷混凝土致密性研究

考察粉煤灰、普通矿粉、超细矿粉、硅灰、纳米SiO2等微-纳米尺度活性掺合料对混凝土密实度的改善效果,总结膨胀剂挤压致密效应的阈值特征,量化高掺量硅灰的致密性能,提出微-纳米尺度掺合料的“粗略填充”和“精细填充”两阶段填充特征,阐明了两阶段的主要影响因素和发生条件。以云南宜昭高速公路柳溪隧道为依托工程,采用现场原材料制备了C50高致密补偿收缩湿喷混凝土,56d电通量549C,渗透孔隙率103%,达到了常规浇筑高性能混凝土的密实度水平。在该高速公路隧道主体洞段实施50延米湿喷混凝土永久性支护,取代了复合衬砌。

湿喷混凝土施工技术在铁路隧道工程中的应用

通过对石屋山隧道工程现有概况的阐述,得出适用于该工程的湿喷混凝土施工技术方法,即对该隧道的湿喷法施工机具、材料选用、施工要点、注意事项、劳力组织和施工效果进行了详细阐述,通过分析湿喷试验的技术经济效果,认为湿喷技术有着干喷技术不可替代的优势,具有施工机械化程度高、工作效率高、回弹量少、作业环境好、绿色环保、混凝土强度大、经济效益和社会效益显著等诸多优点。为今后相关的工程项目提供借鉴。

基于CFD数值模拟的相变储能泵送湿喷混凝土热性能研究

随着世界各大金矿开采深度的增加,高温围岩向巷道风流传递大量热量,从而显著提高风温。对巷道表面进行隔热材料的围护已被证明是改善地下作业场所热环境的有效手段。采用前期研发的用于巷道支护的相变储能泵送湿喷混凝土(PWS-MPCM),使用流体动力学数值模拟手段从围岩内部温度分布的角度对其功能性进行了验证。结果表明:PWS-MPCM对围岩内部温度分布影响显著,且具有良好的隔热和控温性能,论证了PWS-MPCM可为深井金矿热害治理方案提供“釜底抽薪”的解决方案。

湿喷混凝土技术在高铁隧道施工中的应用探究

湿喷混凝土施工技术相较于传统施工方法,具有更高的效率和更低的工程成本,能够有效减少资金投入。在高铁隧道施工中采用湿喷混凝土技术,需要加强对回弹量的控制,提高资源利用效率、优化施工流程以及增强施工的安全性。对此,该文全面深入地探讨了高铁隧道施工中湿喷混凝土技术的应用。

高速公路隧道施工中湿喷混凝土工艺的应用分析

高速公路隧道属于系统的工程,其施工的好坏直接关系到整个工程的成败。湿喷混凝土技术作为隧道工程建设中经常应用的施工工艺,其施工效率高,技术成熟,施工质量好,已被大量采用。为让有关人员更加充分地认识这一技术的使用状况,本文对湿喷混凝土工艺的优势和湿喷混凝土工艺的应用以及湿喷混凝土工艺质量措施进行了较为深入的研究。以希望为今后的隧道施工提供借鉴和参考。

探讨公路隧道初期支护施工中湿喷混凝土技术

初期支护在公路隧道作业中是很重要的步骤,为保障初期支护质量施工团队常使用湿喷混凝土技术保障公路隧道项目安全。使用湿喷混凝土技术能够提高公路隧道技术水平和结构稳定性、安全性,为交通事业健康发展提供支持。本文以余姚市城西工业园区配套道路(一期)隧道段新建工程的初期支护施工湿喷混凝土技术为研究内容,介绍公路隧道项目初期支护原则的同时,分析湿喷混凝土技术优势与使用方法,明确质量控制方案。

湿喷混凝土超耗原因分析及控制措施研究

莱西至荣成铁路ZQSG-2标段共5座隧道,全线隧道占比高,且隧道长度均较长,2 km以上隧道达4座,最长的玉皇山隧道长达6.058 km。本文以莱荣铁路项目隧道为研究背景,具体分析了湿喷混凝土超耗的各种因素,通过优化光面爆破技术参数,控制隧道超挖量,优化混凝土配合比及湿喷工艺参数,降低湿喷回弹率等综合措施,从而大大降低了隧道湿喷混凝土的综合超耗率,极大地降低了成本,同时提高了施工工效,可为同类工程施工提供参考和借鉴。

湿喷混凝土可泵性、强度和回弹率的关键影响因素

为了更好地推广湿喷混凝土在矿山的应用,以提高湿喷混凝土的支护效果,基于大量室内实验及多年现场经验,对影响湿喷混凝土可泵性及强度、回弹率的关键因素开展了深入研究。详细阐述了水泥掺量、砂石原材料强度及粒级组成、微硅粉掺量、纤维类型及其掺量、速凝剂和减水剂类型及掺量,以及水灰比等因素对湿喷混凝土可泵性及强度的影响;分析了料浆水灰比、速凝剂掺量、喷枪与受喷面距离、喷枪与受喷面夹角等因素与湿喷混凝土回弹率的内在关系;根据板庙子金矿现场实践,回弹率一般为10%,湿喷混凝土28 d单轴抗压强度为36.2 MPa,抗弯拉强度为3.2 MPa,与干喷混凝土进行对比,各项技术经济指标明显占优,可见湿喷混凝土是喷射混凝土未来的发展趋势。

湿喷混凝土力学性能试验分析及高应力巷道支护应用

针对目前煤矿深井巷道干喷混凝土易开裂、掉渣问题,结合高应力巷道支护结构高强、高韧的要求,开展湿喷混凝土力学性能试验及工程应用研究。首先对干、湿喷混凝土材料进行了对比,选择了适宜高应力巷道支护的喷混凝土材料,然后通过对比试验,研究试验室配置以及现场喷射干、湿喷混凝土之间的力学性能差异,结果表明:相对于干喷混凝土,湿喷混凝土的抗压、抗拉、抗折、黏结强度都得到显著提高,且第一天强度提高尤其明显,对避免混凝土体开裂、掉渣非常有效。最后经过一段时间试验巷道的观测,干喷混凝土巷道已经出现开裂,而湿喷混凝土巷道依然完好,取得了良好的支护效果。

湿喷混凝土回弹率影响因素的研究进展

为了理清湿喷混凝土回弹率的主要控制因素,提高喷射支护技术的经济性,从混凝土原材料、配合比、施工工艺三个方面综述了各因素对回弹率的影响。从原材料角度,掺加掺合料、掺加纤维、提高掺合料细度、降低骨料最大粒径等措施均可降低混凝土在喷射传输过程中的分散性,降低回弹率;从配合比角度,增加胶凝材料用量、提高混凝土稠度、调整适宜的坍落度和凝结时间等措施均可提高喷射混凝土的粘附效率,降低回弹率;从施工工艺角度,适当提高一次喷射厚度、取直角作为喷射角、控制合理的工作风压等措施均可显著降低回弹率。目前研究多针对单一因素进行考察,忽略了各因素对回弹率的耦合作用。今后应进一步加强耦合作用相关理论研究,建立各因素间的内在联系,强化动态调控机制。

不良岩体巷道的湿喷混凝土支护技术

通过分析传统支护理论与实践存在的不足,提出湿喷混凝土在不良岩体巷道支护中的支撑作用、充填与隔离作用以及应力转化作用;根据具体的工程背景,应用Barton的Q岩体分级及支护方法,提出采用湿喷混凝土＋树脂锚杆的支护方案。研究结果表明：该支护方案实现了对不良岩体巷道的有效支护;湿喷混凝土直接成本与干喷混凝土直接成本近似相等,相同材料的湿喷混凝土平均强度比干喷混凝的平均强度高45%~85%,实现了对不良岩体巷道的支护需要;湿喷混凝土＋树脂锚杆支护技术可替代传统的干喷混凝土＋钢网＋锚杆工艺,对不良岩体的支护具有独特优势。

干、湿喷混凝土受载力学特性及破坏机制

目前湿喷混凝土正逐步取代干喷混凝土,但相关支护机理及设计依据缺乏研究。为了探究湿喷混凝土的力学特性与破坏机制,基于干、湿喷混凝土的力学试验,采用声发射(AE)装置监测试样的单轴抗压、轴心抗压及巴西劈裂失稳的全过程。获得了试样破坏全过程的声发射能量、撞击数等数据,以及试样破坏点出现的时空特征。根据试验结果,探究干、湿喷混凝土的破坏机制,对比分析了两者不同龄期下的单轴抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度,并进一步研究了两者AE参数中的应力、撞击数、能量与应变4者之间的关系,通过AE试件定位结果定量分析损伤变量与应变之间的关系,建立干、湿喷混凝土损伤变量的本构模型。结果表明:相对于干喷混凝土,湿喷混凝土的早期和长期力学性能均有显著的提升,且均质性也明显提高。以AE能量表示的损伤变量随应变的增加而增大,在各自特定的应变下试样内部裂纹均开始逐步贯通,但在达到峰值应变前湿喷混凝土损伤变量的增长率较为缓慢,而在达到峰值应变后增长率则较快。通过对比干、湿喷混凝土的试验曲线和计算曲线,表明该本构模型可以适用于干、湿喷混凝土破裂能量的损伤比较。

湿喷混凝土性能研究进展

湿喷混凝土因具有改善施工作业环境、便于混凝土集中生产及质量控制、有利于发展成高性能喷射混凝土等优越性而备受关注。总结湿喷混凝土工作性、硬化后特性、性能改善措施方面的研究进展,对研究中存在的问题进行了评述。

纳米级掺合料和粗合成纤维对湿喷混凝土回弹率的影响

降低喷射混凝土回弹率可提高支护效率、降低地下空间的坍塌及岩爆风险。为分析纳米级掺合料、粗合成纤维对喷射混凝土回弹率的影响,基于湿喷工艺对比了纳米级掺合料与同掺量硅灰在改善湿喷混凝土回弹率方面的差异;比较了不同纳米级掺合料掺量、细度条件下各湿喷混凝土的回弹率区别;研究了粗合成纤维掺量、长径比、混杂方式等对回弹率的影响。结果表明:应用纳米级掺合料有助于降低湿喷混凝土的回弹率;与同掺量硅灰相比,纳米级掺合料湿喷混凝土的回弹率降低了17%～25%,且回弹率随纳米级掺合料掺量提高、细度增加而降低。粗合成纤维可降低湿喷混凝土的回弹率,但受材质影响较小,存在较低回弹率的最佳长径比和掺量,分别为38和10 kg/m^3。长径比76和长径比30的2种粗合成纤维混杂使用时,可进一步降低回弹率。

矿用湿喷混凝土管堵塞研究现状与展望

针对矿用湿喷混凝土管道输送堵塞问题,分别从细观理论和宏观实践层面阐述了湿喷混凝土管堵塞机理,剖析了混凝土在正常输送阶段、堵塞阶段浆体与颗粒间的受力情况,建立流体-颗粒的浆体胶结模型、颗粒间的毛细水联结和直接接触联结模型,并从湿喷混凝土施工过程中的颗料最大尺寸、水泥选用、水灰比及颗料级配等方面分析了产生堵管的原因。然后从预先创建管道润滑层理论和防堵外加剂的应用两方面介绍了湿喷混凝土堵塞控制技术,详细介绍了减水剂、引气剂等预防湿喷混凝土在输送管堵塞的作用机理。形成了新的矿井湿喷混凝土堵塞控制技术体系,保证了矿井湿喷混凝土正常的泵送。最后针对目前湿喷混凝土管道堵塞研究提出新的展望。

纳米级掺合料粗合成纤维湿喷混凝土施工及抗裂性能分析

为考察纳米级掺合料粗合成纤维湿喷混凝土的施工及抗裂性能,开展了凝结时间、回弹率、抗压强度、干缩、平板开裂和温度应力试验,并将其与同配制强度的硅粉钢纤维湿喷混凝土进行比较。结果表明,与硅粉钢纤维湿喷混凝土相比,纳米级掺合料粗合成纤维湿喷混凝土的凝结时间变化不大;回弹率下降了27%;1d抗压强度提高了45%;干缩测值接近,平板总开裂面积降低,温度应力开裂时间延长,开裂敏感性降低。

煤矿双模式湿喷混凝土工艺流程及配合比研究

制约湿喷混凝土技术在煤矿推广的关键问题是工艺流程不合理、材料配合比不稳定,设计合理的湿喷混凝土工艺流程及研究定量配合比技术至关重要。针对立井、斜井(胶轮车运输)两种不同矿井开拓形式的工程背景,设计了"地面配料+井下搅拌和湿喷"、"地面配料、搅拌+井下湿喷"两种湿喷混凝土模式,满足了矿井的不同开拓方式,研究了外加剂性能及配合比定量控制技术。与干喷混凝土技术进行了技术经济对比分析,研究表明湿喷工艺明显提高了工作效率及混凝土强度,降低了回弹率及施工现场粉尘浓度。研究成果可为湿喷混凝土技术在类似条件下的煤矿推广应用提供参考借鉴。

新拌湿喷混凝土内聚力测试与影响因素分析

新拌湿喷混凝土内聚力是决定湿喷混凝土一次喷射厚度的关键因素。设计直剪试验,采用正交试验方法分析了新拌湿喷混凝土内聚力影响因素,结果表明:新拌混凝土内聚力与流动性线性负相关性显著;影响新拌湿喷混凝土内聚力的因素排序为砂率>速凝剂掺量>粉煤灰掺量>水胶比。砂率由50%增大到70%时,新拌混凝土内聚力逐渐降低;水灰比从0.4增大至0.5时,新拌混凝土内聚力先增大、后减小;粉煤灰掺量不超过20%时,可提高新拌混凝土内聚力;新拌混凝土内聚力随速凝剂掺量增大,超过最佳掺量后新拌混凝土内聚力增值微小。