基于无机-有机激发体系的硅锰渣基早高强喷射混凝土的研制与应用

本文根据早高强喷射混凝土的性能要求、施工环境及硅锰渣的性能特点,采用单因素试验及正交试验方法,研究了早高强喷射混凝土掺合料各组分对喷射混凝土性能的影响,制备出一种硅锰渣基早高强喷射混凝土并在实际工程中施工应用。结果表明:激发剂按亚硝酸钠∶硫酸锂∶二乙醇单异丙醇胺质量比1∶1∶1进行混合,早高强喷射混凝土各组分的最佳配合比为激发剂掺量0.6%、铝酸盐水泥掺量7%、硅锰渣粉掺量40%、六水合氟硅酸镁掺量0.5%、粉剂聚羧酸减水剂掺量1%、粘度改性剂掺量1%、普通硅酸盐水泥49.9%。该配合比制备的早高强喷射混凝土在实际工程施工中,和易性良好,能保持2 h工作性能不变,8 h抗压强度大于10 MPa,1 d抗压强度大于20 MPa,7 d抗压强度大于30 MPa,28 d抗压强度大于45 MPa,回弹率8%。

早高强喷射混凝土在软岩大变形隧道中的应用研究

为研究破碎板岩段隧道大变形特征与早高强喷射混凝土对于控制隧道变形的效果,文章以某隧道破碎板岩段软岩大变形控制为研究对象,通过现场调研、数值模拟、现场实测等分析了软岩大变形特征与控制方法,并研究了早高强喷射混凝土的应用及其效果。结果表明:软岩大变形表现为初支开裂、拱架偏移、扭曲、断裂等,当早高强喷射混凝土弹性模量比逐步提高时,对于隧道变形控制效果越来越好,能够减小20%~30%的隧道总变形,现场实测表明采用早高强喷射混凝土后隧道能够达到弹性模量比为0.75的效果。

温度对高强喷射混凝土性能的影响

主要研究了温度对矿用高强喷射混凝土凝结时间、抗压强度及耐久性的影响。结果表明,当温度在10~15℃之间时,随着温度的升高凝结时间下降速率最快;当温度在20~30℃之间时,随着温度的升高凝结时间基本不再变化。当温度在10~20℃时,矿用高性能喷射混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能较强。当温度在20~30℃时,矿用高性能喷射混凝土氯离子扩散系数很低。当养护温度在5~15℃时,对矿用高性能喷射混凝土的抗冻性能比较有利。

铁路隧道C30早高强喷射混凝土试验研究与应用

为了解决传统C30喷射混凝土早期强度低、难以满足铁路隧道高性能支护体系8、24h抗压强度分别不低于10、15MPa设计要求的问题,试验研究了原材料特性、配合比设计、纳米早强剂与无碱速凝剂的配合使用以及混凝土拌和物温度与养护温度的协同影响,配制出了工作性良好、早期强度高且后期强度无倒缩的C30早高强喷射混凝土,并对其进行了现场工艺试验验证.结果表明,所制备的C30早高强喷射混凝土不仅流动性好,坍落扩展度经时损失小,回弹率低,各项性能指标均能满足设计及施工的要求.

高强增塑喷射混凝土的实验研究

在传统混凝土的基础上 ,利用抗碱玻璃纤维及外加剂生产出了适用于井下锚喷支护的喷射混凝土 ,通过对混凝土的最大应力、应变、弹性模量和变形模量的测定 ,得到了 2 8d抗压强度5 2 1MPaa,应变量增量 5

增韧高强型喷射混凝土的配合比设计优化

为获得具有较好性能的喷射混凝土，试验研究了聚丙烯纤维和高效增强剂对喷射混凝土性能的影响，通过研究，可得出如下结论：随着Z-1高效增强剂代替率增加，混凝土的早期强度有所下降，7D后强度开始升高，并且都大于基准样；15％的高效增强剂替代率为本次试验条件下的最优掺量，相应试块的28d抗压强度比基准组地提高了40．1％；添加增强剂和聚丙烯纤维的喷射混凝土抗压强度可提高30％～60％，达C30～C50，抗折强度提高20％左右，回弹率降低10％。研究成果可为工程应用提供参考。

高强防水喷射混凝土用粉状速凝剂的研究及工程应用

对目前国内普遍生产的用于C20喷射混凝土的粉状速凝剂从作用机理、最佳掺量、铝氧熟料(AOC)的生产控制、填充料、增强料的配合使用等方面进行了改进研究。生产出了具有早期强度更高、抗渗指标高、28d强度比达到约90%(现粉状速凝剂普遍为70%左右,一般超不过75%)的用于高强防水喷射混凝土(C30以上)的粉状速凝剂。并对该新产品进行了工程应用,强度、抗渗指标均取得了满意的效果。以期通过本研究,提高粉状速凝剂的各项性能指标,促进干法喷射混凝土的施工技术水平和经济技术综合效益,以满足隧道施工对初期支护强度要求的不断提高。

纤维掺合料对高强增塑喷射混凝土塑性的影响

通过讨论纤维品种、纤维长度及掺量等对喷射混凝土的应变、弹性模量、变形模量等的影响 ,指出钢纤维具有较好的增塑效果 ,聚丙烯纤维、玻璃纤维次之 ,当纤维长度在 5 0～ 6 0mm ,掺量在 1 0～ 1 5 %时 (体积率 ) ,混凝土具有最佳塑性 ,过多和过长的纤维无益于塑性改善 ,为纤维喷射混凝土在工程中的应用打下了坚实的理论基础。

高强超微外加剂在喷射混凝土中的运用

喷射混凝土常用的掺合料有硅灰、粉煤灰、磨细矿碴和磨细沸石。该文所介绍的是另一种喷射混凝土的掺合料,此掺合料解决了传统喷射混凝土存在的强度底,回弹率大,滴水处往往导致喷射混凝土无法施设或喷射后出现严重剥落现象等缺陷,极大地改善了喷射混凝土的各项性能,经试验室和现场试验验证,该掺合料喷射混凝土除能满足强度要求外,还具有很好的耐腐蚀性,后期强度高,且大大减少了回弹量,具有较高的经济、技术价值。该研究的成果不仅能直接应用到隧洞的安全施工中,更为今后类似工程的设计和施工提供参考。

隧道高性能支护喷射纤维混凝土配比试验研究

川藏铁路隧道面临软岩大变形、高烈度、高地应力、岩爆、高地温和活动断裂等工程难题,纤维喷射混凝土初期支护因其具有及时性、与围岩密贴性、较强耐久性,可很好地适用于川藏铁路复杂地质环境。为研究高性能支护喷射混凝土配合比,采用室内试验、理论分析等方法,研究不同纤维种类、混杂方式对喷射混凝土抗压抗折、弯曲韧性的影响规律,并提出高强纤维喷射混凝土的最优配合比。试验结果表明:(1)相同体积掺量下,掺入端钩型钢纤维和波纹型钢纤维均能大幅度提升喷射混凝土各个龄期的抗压强度,波纹型钢纤维对抗压强度的提升优于端钩型钢纤维,而高强仿钢纤维介于两者之间;(2)两种纤维复掺试验中,端钩型钢纤维和聚丙烯纤维复掺对喷射混凝土抗压强度增强效果最好。