纳米钢纤维喷射混凝土设计及性能试验研究

在地质条件较为复杂的情况下,传统喷射混凝土的施工效率和性能会显现出不足。在白鹤滩水电站右岸尾调室开展了纳米钢纤维喷射混凝土设计及性能试验研究。试验结果表明:CF30纳米钢纤维喷射混凝土工作性较好,一次喷射厚度至少可达20 cm,回弹率在11%左右;当拌和物相当时,添加纳米材料后喷射混凝土的抗压强度、抗拉强度、粘结强度均高于钢纤维喷射混凝土,且早期强度较高,对高地应力有一定的抑制效果。根据试验结果,推荐水灰比为0.46的纳米钢纤维喷射混凝土。     

喷射钢纤维混凝土性能研究

通过现场喷射施工成型大板试件。取样室内试验．研究钢纤维喷射混凝土的力学性能与钢纤维体积掺量的关系。研究发现,喷射钢纤维混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度与钢纤维的体积掺量呈线性关系;抗剪强度随钢纤维体积百分掺量增加先增大后减小,掺量为0．91％～1．42％时．抗剪强度达到最大值;喷射钢纤维混凝土抗渗等级大于W20,适合用于要求抗渗等级较高的工程。     

钢纤维喷射混凝土力学性能研究及应用

以不同体积掺率的钢纤维作为因变量,设计了钢纤维喷射混凝土的配合比,通过室内试验检测了其力学性能,并通过工程应用实例对其在隧道工程中应用效果进行研究。室内试验表明:当钢纤维体积掺率由0.0%增加到0.8%时,各龄期下钢纤维喷射混凝土的抗拉与抗折强度得到了较大的提高;同时考虑满足钢纤维喷射混凝土的力学性能和经济效益的情况下,建议钢纤维的最佳体积掺率取0.6%。工程应用表明:在隧道二衬结构中采用钢纤维喷射混凝土后,具有施工方便、早期强度高、能够与围岩紧密接触并提供支护抗力,对围岩扰动少等优点,且衬砌结构受压应力较小,满足结构安全设计要求,应用前景广阔。     

西龙池抽水蓄能电站钢纤维喷射混凝土配合比设计与应用

目前水电工程中应用钢纤维喷射混凝土处于起步阶段,在施工前开展钢纤维混凝土现场试验,对今后的施工具有指导作用。本文介绍了西龙池抽水蓄能电站钢纤维混凝土从配合比设计试验到喷射施工的全过程,为今后大跨度洞室和不良地质段开挖支护施工提供了宝贵的经验。     

喷射混凝土施工性能的室内试验研究

采用自设计的粘结围岩和模拟拱顶的喷射试验方法,开展湿喷混凝土施工性能的室内研究.试验结果表明,单掺无机纳米外加剂和复掺无机纳米外加剂与粗纤维的喷射混凝土,与围岩的轴拉粘结强度均在1.0 MPa以上,且复掺的强度较高.两组配合比的喷射混凝土回弹率分别为23％和20％,一次喷层厚度为22 cm和25 cm,复掺可增加混凝土的粘聚性,降低回弹率.本次试验采用的方法可在室内比较不同配合比的喷射混凝土的施工性能.但由于场地及试验机械设备的限制,室内模拟喷射试验的混凝土回弹率较现场高.本文的试验方法及测试结果可为喷射混凝土的室内研究提供参考.     

钢纤维喷射混凝土的室内湿喷试验

对钢纤维喷射混凝土进行了室内湿喷试验，结合喷大板切割试件的硬化性能，比较不同品种的钢纤维对喷射混凝土拌和物及弯曲性能的影响，为钢纤维的选用提供依据。结果 表明：除G1外其他编号的钢纤维平均抗拉强度均满足YB／T151—1999规定的1000级；掺G2和G4钢纤维的混凝土在喷射过程中有结团现象，可能是较大的长径比导致的，G5的长径比虽最大，但利用“二次分散”的原理，保证了钢纤维在混凝土中的均匀性；掺G3和G5钢纤维的混凝土强度及弯曲韧度性能较好，总体性能略优。     

珊溪水库工程喷射钢纤维混凝土的试验研究

喷射钢纤维混凝土是我国近几年发展起来的一种新型材料，它具有耐磨、抗拉和抗剪性能强的优点，中国水利水电第十二工程局施工科研所珊溪试验室为珊溪水库工程的引水系统进水明渠内侧边坡的喷射钢纤维混凝土的配合比设计进行了水泥、钢纤维、骨料、拌和水、混凝土级配的全面试验。在满足各项设计指标的前提下，经济合理地确定了各种组成材料的用量；确定了喷射钢纤维混凝土的配合比：水：灰为０．４５２，砂率为５２％，钢纤维ＳＦ０     

湿拌钢纤维喷射混凝土配合比设计及应用

结合拉西瓦水电站地下厂房及主变开关室大型地下洞室,其围岩永久支护采用的15 cm厚湿拌钢纤维喷射混凝土与锚杆联合支护体系,通过大量的室内及现场试验,提出了符合设计及施工要求的湿拌钢纤维喷射混凝土配合比,并在工程中得到了成功应用。     

钢纤维混凝土应用质量回访

1988年黑龙江省五常市龙风山水库消险加固工程中,首次将钢纤维混凝土技术应用于高速水流冲蚀破坏区。采用了喷射法(干喷法)施工,面积约750 m2。由于钢纤维混凝土施工中一个很重要问题是,如何解决好掺人的钢纤维在混凝土熟料中均匀分布。施工中选用播料机与强制式混凝土拌合机配套使用,结果较好地达到了钢纤维按设计乱向分布的目的。喷射时喷头呈螺旋状喷射,每次喷射厚度2-3cm。     

钢纤维和聚丙烯粗纤维对喷射混凝土性能的影响

采用室内试验和现场湿喷工艺性能试验相结合的手段,对比研究了钢纤维和聚丙烯粗纤维对喷射混凝土的力学性能、耐久性能和现场工艺性能的影响。研究结果表明,聚丙烯粗纤维喷射混凝土在掺量和工作性能方面具有较为明显的优势,且力学性能和耐久性均能达到与钢纤维喷射混凝土相当的水平,可考虑选用聚丙烯粗纤维替代钢纤维使用。     

喷射混凝土的室内检测方法及性能试验研究

采用自行设计的室内湿喷混凝土性能检测方法,开展喷射混凝土的力学、抗裂及施工性能试验研究。试验结果表明：复掺复合外加剂与粗纤维可提高喷射混凝土的抗压强度、弯曲韧性和抗裂性能;单掺复合外加剂和复掺外加剂与粗纤维的喷射混凝土,与围岩的轴拉粘结强度均在1.0 MPa以上,且复掺的强度较高;2组配合比的喷射混凝土回弹率分别为23%和20%,一次喷层厚度为22 cm和25 cm,复掺可增加混凝土的黏聚性,降低回弹率。由于场地及喷射仪器的限制,室内模拟试验的混凝土回弹率较现场高。     

地下洞室围岩喷钢纤维混凝土抗弯细观机理的三维离散元分析

喷混凝土的抗弯性能是其支护地下洞室围岩强度的重要反映。针对丰宁抽水蓄能电站地下厂房洞室群的钢纤维混凝土喷层,采用三维离散元分析了其抗弯细观机理。在数值分析过程中,提出了基于Voronoi随机多边形的三角分割建模方法;引入了Monte-Carlo法,建立了钢纤维随机分布模型。数值模拟采用了库伦摩擦节理本构模型来表征混凝土材料介质之间的粘结-开裂效应,采用Cable单元来模拟钢纤维作用。结果表明:数值模拟曲线与室内试验曲线基本一致;钢纤维混凝土的弯曲破坏由拉破裂主导,拉破裂路径总体铅直向上,但会受钢纤维作用的影响;在钢纤维混凝土弯曲破坏过程中,钢纤维的屈服大多是由于其与混凝土之间的粘结力达到屈服值,这与室内试验中有较多钢纤维被拔出的现象结论一致。研究结果为丰宁抽水蓄能地下厂房支护结构稳定性提供了重要理论支撑,同时也是室内试验的重要补充内容。     

基于小型湿喷机施工的喷射混凝土性能评价

为研究喷射混凝土性能更接近于现场实际湿喷工况(大型湿喷工艺)的室内浇筑工艺,以9组C40纤维喷射混凝土为例,通过测试其回弹率、一次喷射厚度、凝结时间、密度、抗压强度、弯曲韧性和干缩变形等性能指标,对比了在混凝土拌和物中掺加速凝剂快速搅拌振动成型制作试件(搅拌振动工艺)和应用小型湿喷机喷射施工(小型湿喷工艺)两种工艺下所得混凝土性能之间的差异。结果表明:与搅拌振动工艺相比,小型湿喷工艺成型混凝土试件的凝结时间、密度、抗压强度与大型湿喷工艺更吻合;小型湿喷工艺还能测试回弹率、一次喷射厚度,可用于评价湿喷混凝土的可喷性。     

钢纤维喷射混凝土作为面板材料的可行性研究

钢纤维混凝土作为一种新型增强材料，以其较好的受力变形特性在水利水电，交通，海岸防护，港口及军事等诸多工程中得到了广泛的应用。针对混凝土面板堆石坝面板的受力变形特点，为改善水布垭面板堆石坝面板的受力条件，提高其防渗能力，同时方便施工，现提出采用钢纤维喷射混凝土作为水布垭面板堆石坝面板材料的新构想，并通过对钢纤维喷射混凝土的物理力学特性及堆石坝面板受力变形进行分析，为钢纤维喷射混凝土在水布垭面板堆石坝面板中的实际应用提出了建议方案。     

回收钢纤维对超高性能混凝土和易性和力学性能的影响

为了探究回收钢纤维(RSF)在超高性能混凝土(UHPC)中替代工业钢纤维(SF)的可行性,以SF作为对比,采取流动度试验、流变试验及钢纤维分散度试验,分析了RSF对新拌超高性能混凝土和易性的影响,并通过抗折抗压试验,研究了RSF对硬化超高性能混凝土力学性能的影响。结果表明：新拌回收钢纤维超高性能混凝土(RSFUHPC)与工业钢纤维超高性能混凝土(SFUHPC)流动性经过统计学分析无明显差异,由于RSF长径比不均,RSFUHPC屈服应力及塑性黏度均大于SFUHPC,但RSFUHPC剪切增稠程度明显降低,同时RSF在新拌及硬化UHPC中的分散度均明显大于SF;当钢纤维掺量一定时,统计学假设检验P值(P-value)>0.05,表明相比于SF,掺入RSF对UHPC荷载-位移曲线、抗折强度以及抗压强度没有显著影响。因此,掺入RSF可以在保证UHPC力学性能的同时,显著增强其在UHPC中的分散性,降低实际工程中人工振捣的施工难度,提高施工质量。     

钢纤维喷混凝土在引水隧洞永久支护中的应用

在隧洞工程中钢纤维喷混凝土在世界许多国家得到了广泛应用,如瑞典、挪威、比利时、德国、加拿大、南非、法国、美国、西班牙、芬兰和日本等国均制定了相应的设计和施工规范,大量采用钢纤维混凝土作为隧道的初期支护和永久支护.简要介绍了钢纤维喷混凝土在支护前的配合比试验以及在支护过程中的质量控制要点,尤其是对施工工艺的控制,并对钢纤维喷射混凝土在地下洞室永久支护中的应用进行了技术经济比较,通过该工程实践,将对其推广应用有进一步的促进.     

钢纤维喷混凝土加固技术及应用

论述国外钢纤维喷混凝土加固技术的发展状况、钢纤维的主要类型、不同钢纤维喷混凝土加固设计特性参数、典型设计、施工要求，以及国内小浪底工程进水塔后高边坡加固中的应用情况，包括喷层结构、材料、设备和主要施工技术要求。     

抗冲耐磨混凝土在珊溪水库泄洪洞工程中的应用

珊溪水库泄洪洞泄洪时最大流量为１６３０ｍ＾３／ｓ，相应流速为３３．３ｍ／ｓ，为了适应高速水流要求，泄洪洞工程过水段采用抗冲耐磨混凝土，即有压段选用Ｃ３５普通混凝土，两钢衬之间选用Ｃ４０钢纤维混凝土。无压段和出口消能工段选用Ｃ４０硅粉钢纤维混凝土。通过对混凝土原材料及配合比的试验研究、调整，选取了最佳配合比，通过对现场施工混凝土的取样，混凝土性能均达到设计要求，取得了预期效果。     

三峡电源电站主厂房喷钢纤维混凝土质量控制

三峡电源工程主厂房为地下厂房,厂房顶拱为圆弧状,采用挂网喷护施工极为不便,很难适应顶拱的曲线变化挂网,而采用一般的素喷混凝土又很难满足电站重点部位厂房的结构要求.采用喷钢纤维混凝土既方便、节省支护时间,以能满足厂房岩体的稳定要求.通过介绍三峡电源电站工程主厂房中采用的喷钢纤维混凝土施工方法,了解其质量控制措施、功能及特性.随着理论研究和实践的不断深入,一些经验和方法将会得到更加广泛的运用及延伸,可供其他工程借鉴.