钢—聚丙烯纤维混凝土在水工隧洞衬砌施工中的应用研究

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1、铁道建筑82RailwayEngineering文章编号：1003—1995(2013)08—0082—03钢一聚丙烯纤维混凝土在水工隧洞衬砌施工中的应用研究张有红(中铁十五局集团第六工程有限公司，河南洛阳471013)摘要：钢一聚丙烯纤维混凝土有机结合了钢纤维混凝土强度高与聚丙烯纤维混凝土耐久性好的优点，在复合材料领域引起广泛的关注。然而，对其在水工隧洞喷射衬砌施工中的应用研究还较少。本文通过试验研究了钢一聚丙烯纤维混凝土水泥浆含量、钢纤维和聚丙烯纤维的掺量对混凝土基本力学性能的影响，并结合水布垭导流隧洞工程实际

2、探讨了现场施工工艺。关键词：钢一聚丙烯纤维混凝土衬砌施工技术中图分类号：TU528．572；TV672．1文献标识码：ADOI：10．3969／i．issn．1003．1995．2013．08．26钢纤维混凝土作为一种传统的喷射衬砌混凝土材料，有较高的早期强度，然而钢筋极容易锈蚀，这会严1室内强度试验重影响钢筋混凝土耐久性。聚丙烯纤维(PPF)混凝土相对于钢纤维混凝土具有化学稳定性好、不受氯1．1原料离子侵蚀、重量轻等特点。然而，聚丙烯纤维混凝土的水泥采用32．5级普通硅酸盐水泥。粗骨料采用早期强度较低，这对隧道喷

3、射衬砌施工不利。钢一聚工地附近石料厂生产的机制碎石，碎石粒径为5～20丙烯纤维混凝土是由短钢纤维、聚丙烯纤维、水泥、砂、mm，最大粒径不大于20mm。细骨料采用天然中粗石、水以及必要的外加剂按一定比例配制而成的一种砂。钢纤维为高强带钩纤维，长25mm，直径0．4mm，新型复合材料，充分发挥了聚丙烯纤维混凝土耐久性抗拉强度不小于380MPa。聚丙烯纤维长19mm，抗好和钢纤维混凝土早期强度高的优点。因此，将其应拉强度>350MPa，弹性模量>3500MPa。用于地下水丰富的水工隧道喷射衬砌施工有着重要的1．2试验方法

4、工程价值和广泛的应用前景。按《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》目前，对钢一聚丙烯纤维混凝土的研究主要侧重(GBJ82—85)及《公路工程水泥及水泥混凝土试验规于其高温耐久性。如高丹盈和郑文忠等。进行了高程》(JTGE30-2005)进行。温下的抗爆裂性能试验研究，得出体积掺量2％的钢1．2．1力学性能试验纤维和0．2％的PPF可以有效防止混凝土爆裂，高温本文首先进行钢一聚丙烯纤维混凝土的抗压和抗下立方体混凝土的抗压强度也相对较高的结论。权折试验，按照规范中的要求来测试钢一聚丙烯纤维混莉，陶文祥通过弯曲韧性试验

5、发现在混凝土中掺人凝土的抗压强度和抗折强度。抗压试验试样尺寸150钢纤维和聚丙烯纤维后显著提高了混凝土的弯曲mmx150mm×150mm，试件养护24h后脱模，在标韧性。准养护条件(温度(20±3)oC，相对湿度不小于90％)对钢一聚丙烯纤维混凝土的研究多集中在室内的下养护，进行7d，28d和60d强度试验。抗折强度试力学特性研究，而对其在工程中的应用研究较少。本验采用150mm×150mm×550mm棱柱体试件，试件文结合水布垭导流隧洞，对钢一聚丙烯纤维混凝土水24h后脱模，在标准养护条件下养护，进行7d、28d

6、泥浆含量、钢纤维和聚丙烯纤维的合理掺量及其对混和60d抗折强度试验。不同掺量(体积率)钢一聚丙凝土基本力学性能的影响进行研究，并对现场施工工烯纤维混凝土的配合比见表1。艺进行探讨。1．2．2抗渗性能试验此组试件分为A，B，C，D4组。其中A为未掺加钢一聚丙烯纤维，B组中掺入0．15％的聚丙烯纤维，D收稿日期：2013-02．10；修回El期：2013．04．20组中掺人0．20％的钢纤维，c组掺人了0．15％聚丙烯作者简介：张有红(1975一)，男，安徽怀宁人，高级工程师，硕士。纤维和0．20％钢纤维。2013年第

7、8期张有红：钢一聚丙烯纤维混凝土在水工隧洞衬砌施工中的应用研究83表1不同掺量钢一聚丙烯纤维混凝土的试验配合比2)主要设备。抗渗仪和加压装置。3)试验步骤。①试验前1d取出试件，在烘箱中以50℃～6OcI=温度烘干。将试件套连同试件装在抗渗仪上进行试验。②加0．1MPa水压，以后每8h增加0．1MPa，直到1．2MPa。随时观察试件端面渗水情况。③6个试件中有3个试件端面渗水时，记录水压，停止试验。压碎试样，测试渗透高度。2试验结果分析1)纤维掺量对抗压和抗折强度的影响图1和图2给出了钢纤维含量分别为0．15％和0

8、．20％情况下，不同龄期混凝土抗压、抗折强度随聚丙烯掺量的变化曲线，可见钢一聚丙烯纤维混凝土的抗注：试验材料用量之比为水：水泥：砂：豆石：减水剂=212压强度随着聚丙烯掺量的增长先增大后逐渐减小。分470：1006：667：12．8。析原因主要是因为聚丙烯纤维材料本身强度比钢纤维1)试件要求。采用顶面直径为175mm，底面直径小，大量的添加聚丙烯纤维影响了抗