地下厂房钢纤维喷射混凝土设计及性能试验研究

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1、第43卷第11期人民长江VOl_43．No．112012年6月YangtzeRiverJune．2012文章编号：1001—4179(2012)11—0059—03地下厂房钢纤维喷射混凝土设计及性能试验研究彭尚仕，杨华全，石妍(长江科学院水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心，湖北武汉430010)摘要：水布垭面板堆石坝地下电站主厂房顶拱和部分边墙的永久支护采用预应力锚杆和湿法喷射的钢纤维喷射混凝土施工技术。为了给施工提供技术参考，开展了钢纤维喷射混凝土的配合比设计及性能试验。试验结果表明，初步设计的1

2、8组钢纤维喷射混凝土拌和物性能良好，坍落度为110～140mm；采用8604(液)和SA160(液)速凝剂，混凝土的性能差别不大；佳密克斯和哈瑞克斯钢纤维混凝土强度优于汉森钢纤维混凝土。根据试验结果及拟合的回归方程，推荐施工中采用水灰比为0．49的一级配钢纤维喷射混凝土，现场检测的喷射混凝土实际抗压强度满足C25的设计强度等级。关键词：钢纤维喷射混凝土；配合比设计；性能试验；水布垭面板堆石坝中图法分类号：TV431文献标志码：A喷射混凝土是利用压缩空气等作为动力，将适于计及性能试验。喷射的混凝土拌和料借助喷

3、射机械，通过输料管和喷1试验原材料嘴直接喷射到受喷面并快速凝结硬化的一种工程技术⋯。喷射混凝土在喷射过程中，由于水泥与集料反试验水泥采用湖南坝道牌42．5普通硅酸盐水泥，复连续地冲击，使混凝土压实，因而具有较高的力学强骨料为水布垭右岸桥沟料场砂石系统生产的人工砂和度，特别是它与岩石、混凝土等能形成很高的粘结强瓜米石(粒径5～10mm)。度。与普通喷射混凝土相比，钢纤维喷射混凝土能改减水剂为江苏建科院的JM一11减水剂。速凝剂善混凝土的力学性能，具有优越的韧性、抗冲击性能和有两个品种，包括河南巩义的8604(

4、液)速凝剂和上海抗拉性能，具有开裂后仍能继续承载的“裂后效应”。麦斯特的MEYCOSA160液态速凝剂，均达到JC477—近年来，钢纤维喷射}昆凝土在水电工程特别是在地下2005《喷射混凝土用速凝剂》对合格品的技术要求。洞室支护中得到广泛的应用。钢纤维有3个品种，包括佳密克斯RC65／35BN型水布垭水利枢纽引水式地下厂房位于清江水布垭钢纤维、哈瑞克斯冷拨型HAREX钢纤维和汉森钢纤峡谷右岸岸坡、张性大断层F、坝子沟和马崖高边坡维，均符合GB50086—2001《锚杆喷射混凝土支护技所围成的四边形岩体中，且

5、有F断层贯穿其中。地下术规范》对钢纤维的技术要求，其中加密克斯和哈瑞主厂房的跨度较大，其长、宽、高尺寸为150m×21．5克斯两种钢纤维的抗拉强度均为1000级，而汉森钢m×46．47m。基于复杂的地质条件和较大的开挖衬纤维为380级。砌规模，为解决混凝土施工周期长且施工难度大的问2试验方法题，决定在地下主厂房顶拱和部分边墙的永久支护中采用钢纤维喷射混凝土加预应力锚杆的施工技术。本参照GB50086—2001《锚杆喷射混凝土支护技术文采用湿法喷射，开展钢纤维喷射混凝土的配合比设规范》和DL／T5181—20

6、03{水电水利工程喷锚支护施收稿日期：2012一O1—09基金项目：国家自然科学基金重点项目(50539010)；水利部公益性行业科研专项资金项目(200901066)作者简介：彭尚仕，男，高级工程师，硕士，主要研究方向为水工建筑材料。E—mail：pengshs@mail．crsri．an60人民长江工规范》的相关规定，进行钢纤维喷射混凝土的性能抗压强度为30．8MPa，稍低于配置强度31．6MPa。试验。采用湿喷法，喷射的同时在喷嘴处加入速凝剂，表2钢纤维喷射混凝土的试验配合比及试验结果现场喷射钢纤维混

7、凝土大板样，大板样长宽高为500抗压强度／28d编坍落度／MPa劈裂mm×500mm×200mm，养护7d后，用切割机去掉周JM一Ⅱ／——号8604SA160mm强度／边和上表面，切割加工成边长100mm的立方体试件，％(液)(液)水水泥砂五3d28dMPa至规定龄期进行抗压和劈裂试验。同时取得100mm×100mm×400mm的棱柱体试件，对其进行抗折和弯曲韧性试验。采用三分点加荷法进行弯曲韧性试验，支点跨距300mm，最大动荷载100kN，最大静荷载120kN，荷载精度0．5％，测力传感器精度0．5％。

8、3钢纤维喷射混凝土的技术要求水布垭地下电站主厂房顶拱钢纤维喷射混凝土的设计强度等级为C25，混凝土骨料最大粒径10mm，考虑到现场施工的实际需要，混凝土的坍落度要求为110～140mm。根据DL／T5330—2005《水工混凝土配合比设计规程》，钢纤维喷射混凝土配制强度按下式计算。”强柏北们¨盯船如跎"i：i+t；。。。O(i1)0Oli；lli式中，为混凝土配制强度，MPa；为混凝土设计龄期立方体抗压强度标准值