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1、议钢纤维喷射混凝土在隧道工程中应用 摘要：随着公路工程的增加，隧道工程也越来越多。现代科技的飞速发展，大量的新技术、新材料和新工艺在隧道工程中得到普遍应用，在隧道工程的衬砌施工中，钢纤维喷射混凝土技术的应用已经较为广泛。关键词：钢纤维喷射混凝土中图分类号：TV544+.923文献标识码：A文章编号：喷射钢纤维混凝土是将喷射混凝土和钢纤维混凝土的优良特性结合在一起,是一种新型复合材料和施工方法,应用领域十分广泛。是以压缩的空气为动力，用喷射机喷敷于工程结构物面上的钢纤维混凝土，按照施工方法可以分为干喷、湿喷以及半湿喷三种。它不仅具有混凝土本身的优点，由于钢纤维的掺
2、入，更使混凝土基体产生增强、增韧以及阻裂的效果。1、钢纤维喷射混凝土的性能在纤维混凝土中,纤维对基体的作用概括起来主要有三种:阻裂、增强和增韧。纤维混凝土与普通混凝土相比其各种物理力学性能的改善,都和这三种作用有关。阻裂作用,指纤维对新拌混凝土早期性收缩裂缝和硬化后的收缩裂缝产生和扩展的阻碍作用。钢纤维混凝土受弯构件中,钢纤维的掺入可以对裂缝的产生和发展起到抑制作用,其阻裂原理为:7(l)混凝土材料因受物理作用、化学作用而产生体积减少,成为收缩。在应力的作用下,体积的变化称为徐变。当钢纤维混凝土的混合物刚成型后,钢纤维和固体颗粒逐渐下沉,呈现针状的钢纤维互相交叉,
3、增大了下沉阻力,相应地减少了混凝土的塑性收缩和沉降收缩。(2)钢纤维混凝土终凝之后,水泥在水化和硬化的过程中,使混凝土产生化学收缩和干燥失水的物理收缩,因而混凝土内部产生肉眼看见不到的微裂缝。微裂缝大部分分布在粗骨料表面和水泥浆结构中。外掺的钢纤维以针状骨料形式存在于水泥浆中,因而水泥水化的产物,附着在钢纤维周围。这就减少了水泥水化硬化过程中形成的微裂缝,提高了水泥石的结构强度。7(3)钢纤维混凝土受力开始时,水泥石和粗骨料共同承担外力,微裂缝几乎无变化。当荷载继续增加,超过水泥浆体所能承受的拉力时,力通过水泥浆与纤维的粘结力传递给钢纤维。传递的力受到钢纤维的约束
4、作用,推迟了新裂缝的出现和限制了裂缝的扩展。在相同荷载时,钢纤维混凝土的部分荷载由横贯裂缝的钢纤维来承担,提高了钢纤维混凝土的承载能力。由于钢纤维均匀地分散在水泥浆体中,纤维短且呈三维分散,当加到极限荷载时,在构件的受拉边缘,由集中受力变成分散受力。这与素混凝土相比,钢纤维混凝土受力破坏裂缝数量增多,裂缝宽度变小,受力中和轴上移幅度较小,相应地提高了钢纤维混凝土的承载力。同样在冲击荷载作用下,提高了混凝土的耐冲击韧性,使钢纤维混凝土呈现出裂而不碎的破坏特征。纤维对基体的增强作用,主要为对抗拉强度的提高,相应地,以主拉应力为控制破坏的,如弯拉强度、抗剪强度等也随之提
5、高。当高弹性模量纤维含量较高时,纤维混凝土的抗压强度也有明显提高。钢纤维混凝土的增强机理是其表现出的一切物理力学性能的内在本质,只有弄清钢纤维混凝土的增强机理,才能建立合理的钢纤维混凝土结构设计与计算理论。对于混凝土、尤其是高强混凝土来说,要改变其破坏时的脆性,关键是要控制混凝土中原生裂缝的数量和宽度以及新生裂缝的产生和扩展。在混凝土中掺入钢纤维正是起到了这种抑制作用,从而能够有效地增强、增韧和阻裂,并充分发挥各组成材料的特性和相互间的性能传递,得到理想的复合材料。2喷射钢纤维混凝土施工工艺（1）材料要求。①选用符合国家标准的普通硅酸盐水泥；细骨料选用细度模数大于
6、2.5的硬质洁净中粗砂，使用时含水率不大于6%；粗骨料选用粒径不大于10mm的连续级配碎石或卵石，喷射砼的骨料级配符合规定要求；化验合格的拌和用水；外加剂的选用须经监理工程师批准，其初凝时间不大于5min，终凝时间不大于10min。7②钢纤维长度方向两端带钩，以快速水溶黏结成排；选用冷拉型钢纤维，其抗拉强度不低于1000MPa；钢纤维长度基本一致，不得含有其它杂物，且不得有明显的锈蚀和油渍。钢纤维砼配合比通过室内试验和现场试验选定，在保证喷层性能指标的前提下，尽量减少水泥和水的用量，配合比试验结果报送监理人。（2)施工方法。喷射砼混合料由强制式拌和机搅拌均匀后，经
7、砼搅拌运输车运至工作面，再经湿喷机二次拌和，以高压风为动力，经喷头射至受喷面，喷射机采用成都岩锋科技开发公司设计生产的TK-961型湿喷机。该法具有粉尘少、回弹小的优点。喷砼分二次进行，第一次喷射厚度为5cm，按设计要求施作锚杆、架立钢支撑，再进行第二次喷射至设计厚度。考虑施工进度、安全等因素，结合本隧道工程的地质特点，喷射砼在开挖爆破出碴前或后(根据围岩开挖后自稳时间长短确定)立即施作一层，在确保施工作业面安全的情况下，剩余部分待与开挖断面拉开一段距离后(以不与开挖作业相干扰为度)再行施作。具体施工工艺见图1。图1湿喷混凝土施工工艺（3）施工要点。①混合料在运输
8、、存放过程
