噴射鋼纖維混凝土在隧道初期支護中的應用

　　摘  要：鋼纖維砼就是在砼中加入鋼纖維而形成一種性能優(yōu)良且應用廣泛的新型復合材料，通過鋼纖維混凝土室內(nèi)試驗力學性能分析，結合隧道工程實例介紹了鋼纖維噴射混凝土的優(yōu)點。

　　關鍵詞：隧道初期支護；鋼纖維噴射混凝土；性能試驗；應用

　　1 鋼纖維混凝土的性能

　　鋼纖維混凝土作為一種新型建筑材料，近年來在國內(nèi)外得到了迅速發(fā)展，并日趨成熟。與普通混凝土相比，鋼纖維混凝土不僅能明顯改善抗拉、抗剪、抗折以及抗?jié)B能力，而且能大大增強斷裂韌性和抗沖擊等多項性能，所以在隧道初期支護、道路路面、橋梁結構等工程中廣泛應用。鋼纖維噴射混凝土是由均勻散布有鋼纖維的混凝土拌和料，借助壓縮空氣高速噴射成型的新型復合材料，隨著其在隧道和地下工程新奧法施工中的推廣使用已越來越引起學術及工程界的重視，并在實際工程中取得了良好的應用效果。

　　2 鋼纖維混凝土力學性能室內(nèi)試驗

　　2.1試驗材料

　　試驗采用的鋼纖維為廈門國橋機械有限公司生產(chǎn)的剪切波浪型鋼纖維，型號為zh-06-32/50，當量直徑0.64mm，長徑比50，抗拉強度等級為380級（抗拉強度大于380mpa）；水泥采用建福牌42.5r普通硅酸鹽水泥；粗骨料為隧道現(xiàn)場機制碎石，粒徑為6.0~16.5mm連續(xù)級配；細骨料采用本地河砂，其細度模數(shù)為2.7；速凝劑選用yq-m型高效無堿液態(tài)速凝劑，速凝劑摻量占水泥質量的3%～5%。

　　2.2試驗配比

　　鋼纖維噴射混凝土配合比的選定，除了考慮其抗壓強度的要求外，還必須考慮其劈裂抗拉抗拉和抗折性能的要求。試驗時鋼纖維混凝土的其它參數(shù)保持不變，著重研究其體積摻率變化（vf=0.0%，0.6%，0.8%，1.0%）對鋼纖維噴射混凝土力學性能的影響。采用先干拌后濕拌的方法拌和。

　　2.3試件制作

　　噴射混凝土與模筑混凝土在施工工藝、混凝土的成型以及力學性能方面有所不同，為了使室內(nèi)試驗能反應噴射混凝土的實際情況，試件采用現(xiàn)場噴大板，隧道內(nèi)養(yǎng)護2d后脫模運至實驗室標準養(yǎng)護，在實驗養(yǎng)護7d后進行切割、打磨，成型試塊，在標準養(yǎng)護室內(nèi)養(yǎng)護至28d齡期后進行試驗，本試驗混凝土基本設計強度為c30。

　　2.4試驗結果與分析

　　所有試驗按照《鋼纖維混凝土試驗方法》（cecs13：89）進行制作與養(yǎng)護，試件選用10mm×10mm×10mm立方體及150×150×600的小梁試件，分別進行抗壓強度及抗折強度試驗。

　　當摻入鋼纖維后，由于纖維與基本粘結作用，當復合體中的混凝土材料達到極限抗拉強度后，鋼纖維與水泥膠漿硬化體的界面黏結合阻力裂縫的進一步擴展，因鋼纖維的抗拉強度很高，將拉應力傳至未開裂的混凝土硬化體上，直至鄰近硬化體的應力達到極限抗拉強度時又產(chǎn)生新的微裂縫，如此進行下去，產(chǎn)生多縫斷裂，同時將過高的拉應力集中向遠處轉移，使結構內(nèi)的拉應力逐漸趨于均勻分布，并最終主要由鋼纖維承擔，因此鋼纖維混凝土的抗壓和抗折強度大大提高。

　　另外，從鋼纖維噴射混凝土抗壓試驗破壞形式可以看出，其無碎塊、無崩裂，基本上保持原來的外形，僅出現(xiàn)了裂縫和小量的表面剝落，進一步說明由于鋼纖維的摻入，使得混凝土由脆性破壞變?yōu)檠有云茐摹?/FONT>