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喷射混凝土的基本力学性能分析概述

目录

TOC\o1-3\h\u26168喷射混凝土的基本力学性能分析概述 1

63291.1概述 1

52231.2混凝土试件的制作及加工 2

28721.1.1混凝土试件的设计标准 2

161031.1.2混凝土试件的加工步骤 3

1.1概述

所谓喷射混凝土，是一种采用压力喷枪等工具来喷涂灌筑细石混凝土的施工方法。喷射混凝土的用处非常广泛，涉及到灌筑隧道的天棚、内衬、墙壁等有特殊要求的薄壁结构中或者钢结构的保护层和其他结构的衬里之中,喷射混凝土的施工使用类型主要是有两类，其中一种是干拌法，另外一种是湿拌法[23]。一般意义上的干拌法就是先在干燥的环境条件下把砂、石子、水泥均匀的搅拌，再使用压缩空气转移到喷嘴处同时和压力水混匀之后再去进行喷灌的施工办法。这种方法的要求是，必须要由熟练的操作人员来操作，水灰比也要保持较小，对于使用的石子必须是连续级配的，粒径不可以过于的大，水泥使用量也不可以过于的小，在一般情况下是能够得到28～34MPa的混凝土强度以及比较良好的粘着力。但是，因为在使用喷射混凝土的时候是在高速情况下，在喷射的过程之中，拌好的材料完全的暴露在空气之中，空气中含有大量的浮尘，这些杂质最终都会进入到喷射出的混凝土当中，除此之外，混凝土所产生的回弹现象也是十分的严重，所以在对喷射混凝土的使用上会有一定程度的局限性。另外一种施工方法--湿拌法，与干拌法不相同的地方是，这种方法是把提前搅拌好的混凝土使用压浆泵转移到喷射设备的喷口处，然后利用压缩空气的方法进行喷灌。在实际施工的时候最好能够使用边拌边喷的办法，这么做主要是可以减少材料的稠度发生改变。这种方法的喷射速度相比于干拌法而言是比较低的，因为材料水灰比的增加，在初期混凝土的强度也是比较低的，可是回弹的情况却会得到一定程度的改善，材料的配合比例更加容易的掌控，工作效率与干拌法相比会更高。喷射混凝土如今主要应用于岩石隧道、峒库或地下工程以及矿井巷道的衬砌与支护之中。与此同时，混凝土材料在当今世界的防护工程和国民生产建设中被人们广泛的使用，但是混凝土在受到冲击荷载下也会发生不可控制的损伤，例如，在金属矿床、水电站、交通隧道进行爆破作业的时候所产生的应力波对于初衬混凝土的动力损伤，在爆发战争时城市地下的防护工程遭遇到的武器的袭击，在对岩层进行深部开采的过程中所造成的冲击地压的现象、地震产生的波动对建筑物的基础以及其上部结构的冲击产生的影响、高层结构混凝土建筑的拆除爆破作业等[24-28]。和其他大多数材料相同，混凝土材料在遭受到类似于冲击荷载等动荷载的时候，其动态力学性能和遭受到静荷载时相比一般存在着很大的差异，换言之，混凝土材料有着应变率效应。所以，研究混凝土材料的动力学特性对人们发展具有非凡的意义，只有当我们真正了解认识到其规律的时候，就可以在突然发生的灾难来临的时候最大程度的保障人民的生命以及财产安全，也可以将工程的损失降低到最低。

1.2混凝土试件的制作及加工

1.1.1混凝土试件的设计标准

为了更好的与本次实验所使用的霍普金森压杆所结合，将实验过程中误差的影响控制在最小;综合考虑实验过程中的需求，以及对霍普金森杆安装试件的规定和现有的研究所得出的结论，待研究试件的最适宜的长径比应该控制在0.4-0.5的范围内，实验冲击过程中的混凝土试件长径比要保持在0.5周围，换言之，前期混凝土试块制作时的直径为5Omm，试件的长规定为25mm。通过调研以及前期的学习了解到，巷道较常使用的喷射混凝土标号C20，结合实验研究要求，确定混凝土的配合比例（重量比）为：黄砂：水泥：石：水=2：1：2：0.52，水泥使用类型为P·O41.5普通硅酸盐水泥，对于碎石的要求是要保证其坚硬耐久，水采用纯洁不含杂质的工业用水，黄砂选取中粗砂，粒径范围控制在5-10mm之内。

1.1.2混凝土试件的加工步骤

此次试验所采用的混凝土试件要求参照常规的力学性能试验的要求加工混凝土试件，将混凝土短圆柱试件的长度加工至25mm，混凝土试件的直径范围控制在50mm左右，试件的表面的平行度必须在0.02mm的范围之内，混凝土试件的基本尺寸和加工精度都满足混凝土试验要求。通过以下具体步骤对试件进行制作及加工：

按照预先设定的比例加工300mm×300mm×300mm的C20立方体试件，采用单卧轴强制式混凝土搅拌机（如图2所示）对该比例材料进行搅拌，在使用这个设备之前，需要使用喷雾器，对设备的内部进行预先的湿润，以防由于内壁的干燥使得在揽拌的过程中吸收水分，从而使混凝土的水灰比受到影响，在使用搅拌机搅拌完成以后将混凝土倒出，再手动搅拌10秒钟左右，清理出搅拌机内残存的混凝土，同时用小铁铲把混凝土快速入摸，使用抹刀烫实试模边