基于大粒径球形SAP集料混凝土的隧道抗错断缓冲层材料研究

提出了一种以大粒径球状SAP为造孔剂的混凝土作为隧道缓冲层的方法，并制备了试样，研究了其物理力学性能以验证其作为缓冲材料的可行性以及相对于同等其他缓冲材料的优越性。结果表明：使用0.2 mol/L的碳酸钠溶液预吸水饱和的SAP在水泥浆中失水相对缓慢，有利于混凝土在后期强化过程中的水化作用。SAP混凝土的渗透系数为10^-7 cm/s数量级，比同密度级别的泡沫混凝土略小。SAP混凝土缓冲材料表现为明显的脆性，而其他缓冲材料如泡沫混凝土、橡胶混凝土等大多为延塑性，利用SAP混凝土材料脆性的特征，将其应用于粘滑错动的隧道中，其瞬时丧失抗压能力的特性为其提供了极大的让压性能，从而保护衬砌不受破坏。研究还发现，在一定的围压条件下，SAP混凝土的峰值强度和残余强度均有显著提升，过高的峰值和残余强度不利于SAP混凝土发挥其优良的缓冲效果，因此应避免在高围压环境下使用SAP混凝土缓冲材料。