高强湿喷混凝土的制备及性能研究

摘要

喷射混凝土越来越多的应用在实际工程中，但多为 C30 及以下强度等级的喷射混凝土，高强喷射混凝土的研究却一直未被关注，本文着重对高强湿喷混凝土展开研究，以期对高强喷射混凝土技术的研究和应用提供参考。 研究了高强湿喷混凝土的可喷性和力学性能，分析两者之间的关系，发现喷射混凝土的强度在很大程度上依赖于可喷性。研究了水胶比w/b、砂率、浆体体积含量、钢纤维和风压对可喷性评价参数喷射厚度和回弹率的影响，以及在各喷射条件下的抗压强度和劈裂抗拉强度的发展规律。采用干燥收缩试验评价高强喷射混凝土的长期性能，用抗水渗透性试验评价其耐久性，将基准混凝土与喷射混凝土进行对比，分析了高强喷射混凝土的特点。同时采用微观试验 (MIP、XRD、SEM)测试了高强喷射混凝土的孔结构特征参数、水化产物种类和微观形貌，与宏观测试结果进行关联，分析微观结构对宏观性能的影响。 研究表明，具有良好可喷性能的混凝土是实现高强喷射的重要条件，可喷性最好的SFC (硅灰混凝土，胶材含量500 kg/m3)，喷射成型后抗压强度等级可达60 MPa以上，劈拉强度可达约5 MPa。可喷性越好，越有利于强度的提高。对可喷性影响较大的参数是浆体体积含量。干缩性能和耐久性表现与可喷性和强度结果一致，SFC 喷射混凝土的干燥收缩和抗渗透性表现都最好，相反，可喷性较差的HVF (粉煤灰混凝土，胶材含量660 kg/m3)喷射混凝土的干燥收缩最大，抗渗透性最差。 MIP测试结果表明HVF总孔隙率最大，连通孔较多，使得混凝土渗透性较差，毛细孔较多使得收缩较大。SFC 的毛细孔隙率更小，可喷性能更好，故收缩小。XRD 测试结果表明，不同配比混凝土的水化产物具有一定差异。SEM 观察发现，基体的相对孔隙率的大小与孔结构测试结果一致，喷射质量较好的混凝土基体含有大量的 C-S-H 凝胶；喷射质量不好导致大量的针棒状钙矾石与基体未进行有效粘结，会形成大量孔洞，影响混凝土的性能。

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