高性能喷射混凝土及其最佳施工工艺参数研究

摘要

喷射混凝土是“新奥法”施工过程中主要的支护手段之一，对围岩的支撑和保护具有重要的作用。现阶段，我国隧道施工中喷射混凝土普遍存在诸多问题：如配合比简单、强度低、耐久性差、回弹率高、粉尘浓度高、施工环境恶劣等，直接导致喷射混凝土质量差、成本高、环境污染严重等一系列工程质量和社会问题。而优质的配合比对喷射混凝土的强度、耐久性提高具有重要影响；优良的施工工艺则可以显著降低回弹率、减小粉尘浓度、改善施工环境等。因此，亟需从理论创新与施工技术方面研究出强度高、耐久性好、回弹率低、粉尘浓度低、施工环境适宜的高性能喷射混凝土及其最佳施工工艺参数，并推广应用。具体地，本文主要进行了以下几个方面的研究：
　　(1)以普通喷射混凝土的理论配合比为基础，优选原材料(水泥、水、砂、石子)的基本参数，并以水灰比、胶骨比、砂率、坍落度为控制因素进行正交试验，从而优选出最优配合比作为基准组配合比；
　　(2)以(1)中基准组配合比为基础，对其分别单、混掺入化学外加剂(减水剂、速凝剂)，矿物外加剂(粉煤灰、硅灰)，增强纤维(钢纤维、仿钢纤维、聚丙烯纤维)，以磁化水代替普通水，通过正交试验，优选出四类最优高性能喷射混凝土配合比，以适应不同工程需求；
　　(3)对(2)中的高性能喷射混凝土进行耐久性测试，结果显示其抗冻性和抗渗性均较普通喷射混凝土有较大提高，并符合规范要求；
　　(4)对喷射工艺参数进行研究，分别对喷射工艺、喷射距离、喷射角度、喷射厚度、喷射风压和水压等参数选择进行归纳总结，给出了最佳的施工工艺方法和参数取值范围；
　　(5)结合(2)中的第四类最优配合比和(4)中的最佳施工工艺参数，进行现场喷射试验测试，结果表明，高性能喷射混凝土较普通喷射混凝土，28d抗压强度提高116.2％，粉尘浓度降低56.9%，回弹率降低51.6%，达到预期效果。

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1 绪论

1.1 引言

1.2 喷射混凝土研究应用现状

1.3 存在的主要问题

1.4 本文研究内容

2 高性能喷射混凝土配合比设计方法

2.1 原材料选择

2.2 控制因素

2.3 正交试验法

2.4 本章小结

3 高性能喷射混凝土力学性能试验研究

3.1 普通喷射混凝土力学性能试验研究

3.2 化学外加剂对喷射混凝土力学性能影响的试验研究

3.3 矿物掺合料对喷射混凝土力学性能影响的试验研究

3.4 增强纤维对喷射混凝土力学性能影响的试验研究

3.5 磁化水对喷射混凝土力学性能影响的试验研究

3.6 高性能喷射混凝土最优配合比分析

3.7 本章小结

4 高性能喷射混凝土耐久性试验研究

4.1 混凝土结构耐久性简述

4.2 高性能喷射混凝土抗冻试验

4.3 高性能喷射混凝土抗水渗透试验

4.4 本章小结

5 高性能喷射混凝土最佳施工工艺参数研究

5.1 喷射工艺选择

5.2 喷射工艺参数选择

5.3 本章小结

6 高性能喷射混凝土现场试验

6.1 工程概况

6.2 现场试验

6.3 现场试验结果分析

6.4 现场试验存在的主要问题及改进措施

6.5 本章小结

7 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

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