衬砌喷射混凝土水化硬化过程与力学性能试验研究

在速凝剂作用下,喷射混凝土水化硬化速度加快,其微观结构和力学性能与普通浇筑混凝土存在显著差异,继而对其耐久性能产生极大影响。试验采用X射线衍射分析、综合热分析及扫描电子显微镜等微观表征技术与方法,对隧道喷射混凝土的水化产物物相组成及其相对含量变化和喷射混凝土水化硬化过程进行研究。结果表明:喷射混凝土与浇筑混凝土水化产物的物相组成相同,但主要水化产物的衍射峰强度及其失重百分比的变化规律显著不同。速凝剂水解加速了水泥中石膏的溶解,铝酸三钙、铁铝酸四钙及硅酸三钙快速水化形成水化硫铝酸钙、水化铁铝酸钙及水化硅铝酸钙,其晶体相互交叉形成网络结构加快了喷射混凝土的凝结时间并产生初始强度。硅酸钙类熟料矿物持续水化及粉煤灰火山灰效应生成的水化硅酸钙填充网络空隙为喷射混凝土后期强度增长提供了动力。早龄期喷射混凝土力学性能高于浇筑混凝土,养护龄期大于1d,浇筑混凝土力学性能超过喷射混凝土且与喷射混凝土力学性能差距增大。喷射混凝土力学性能与养护龄期之间呈对数关系。