喷射钢纤维混凝土配合比研究

发布时间：2018-11-22 18:49

【摘要】：本课题来至黑龙江省大兴安岭某矿巷道喷射钢纤维混凝土衬砌项目。大兴安岭是我国著名的山区之一,也是我国少有的一处未开垦的处女地,地区矿产丰富,矿脉庞杂。山岭大致呈东北走向。体质以岩石为主,地质条件较好,是喷射钢纤维混凝土施工较理想的地质条件。喷射钢纤维混凝土是一种新型复合材料,在巷道支护、隧道初衬等施工中应用会越来越多,因为其即挖即喷的技术优势以及早强性,一方面早期的强度形成可以延缓围岩应力的释放,从而可以充分调动围岩的自承载力,保持原始大地岩体应力的平衡,这样在掘进机掘进的过程中,极大保证了施工的安全系数；另一方面,从经济角度考虑,喷射钢纤维混凝土的施工摆脱了普通钢筋混凝土的支模施工环节,节省了劳动强度和劳动周期,节省了材料和成本,提高了施工进度和节省了施工周期,对于掘进机的掘进速度限制不再那么明显,使掘进机能够连续工作,这种工程状况对于施工进程影响意义重大。钢纤维混凝土的基本理论基本上是在纤维增强料的基础上运用和发展起来的,由于钢纤维混凝土的多相、多组分和非均匀性,加以钢纤维的短乱向分布,它要比纤维增强料混凝土复杂的多。当前国内外对钢纤维混凝土的力学性能研究是比较多的,然而对于喷射钢纤维混凝土的配合比研究却是空白,对于试验配制的钢纤维混凝土试件也是参考普通混凝土的配合比并掺入一定的钢纤维实现,并没有一种科学严谨的钢纤维混凝土配合比经验公式及各组分的量化关系,这对于指导实际生产是非常不便的。本文主要针对喷射钢纤维混凝土的配合比研究,其设想是依据普通硅酸盐混凝土配合比设计原则,在混凝土中掺加钢纤维,依据实际混凝土施工需要,查阅相关规范资料,得到一般条件下的喷射钢纤维混凝土。本试验共取16组正交条件下配合比,每组12个试件,共制作192个试件。在每组试件中,需要测量其坍落度及密度,并且在养护过程中,每组都要测取3个试件的3d抗压强度,3个试件的7d抗压强度,各3个试件的28d劈裂、抗压强度。利用正交分析法得到喷射钢纤维混凝土的一般力学性能,以及各组分对喷射钢纤维混凝土各指标的影响。综合各种信息确定关于钢纤维与强度关系的一般经验公式。依据试验数据拟合得到的喷射钢纤维混凝土的抗压强度计算公式为fcu=Afcec/w-Bfce,其中A、B根据试验数据拟合得到,分别为0.661和0.426,劈裂强度计算公式为ft=ARfrr+Bfcec/w,其中：A=6.66×10-5,B=3.46×10-2。当选取合适的水灰比,可以依据此劈裂强度经验公式得到钢纤维的掺量,其他各组分可依据普通混凝土的设计方法求得。对于坍落度指标来说,水灰比影响其指标的显著性因素,钢纤维是不显著因素。对于密度指标来说,钢纤维是影响其指标的显著性因素。对于抗压强度指标来说,钢纤维是影响其指标的显著性因素。对于劈裂强度指标来说,钢纤维是影响其指标的显著性因素也是最主要因素。在水灰比影响下,钢纤维混凝土的坍落度和密度指标随着水灰比的提高而提高,劈裂强度和抗压强度随着水灰比的提高而下降。在砂率影响下,钢纤维混凝土的坍落度、密度指标随着砂率的增大而降低,劈裂强度、抗压强度指标随着砂率的增大而降低。在速凝剂影响下,钢纤维混凝土的密度随着速凝剂掺量的增加而降低,劈裂强度、抗压强度随着速凝剂掺量的增加而降低。在钢纤维影响下,钢纤维混凝土的坍落度指标随着钢纤维的增大而下降,密度指标随着钢纤维的增大而增大,抗压强度、劈裂强度指标随着钢纤维的增大而增大。在减水剂的影响下,钢纤维混凝土的坍落度指标随着减水剂的增加而升高,密度指标与减水剂之间关系可以忽略,抗压强度、劈裂强度指标随着减水剂的增加而升高。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TD350.4;TU528

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本文编号：2350230