纤维混凝土抗裂性能分析及在隧道工程中的应用

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1、2012年第12期(总第278期)混凝土实用技术Number12in2012(TotalNo．278)ConcretePRACTICALTECHNOLOGYdoi：10．3969~．issn．1002—3550．2012．12．034纤维混凝土抗裂性能分析及在隧道工程中的应用曹擎宇，。郝挺字’，孙伟z(1．中冶建筑研究总院有限公司，北京100088；2．东南大学材料科学与工程学院，江苏南京211189)摘要：纤维混凝土用于隧道二次衬砌中，用以提高混凝土的抗裂性能。选用钢纤维、纤维素纤维、改性聚酯纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维单掺及与钢纤维复掺，采用平板法、圆环法和

2、测长法测试其抗裂性能，试验结果证明纤维混凝土不仅提高了混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度，而且抗裂性能较普通混凝土有明显的改善，特别是纤维素纤维混凝土抗裂性能更好。将纤维素纤维混凝土应用于III级围岩下二次衬砌中，工作性能、强度指标均满足设计要求，且280d后混凝土表面未开裂，满足正常使用的要求。关键词：纤维；抗裂性能；二次衬砌中图分类号：TU528．0l文献标志码：A文章编号：1002—3550(2012)12—0102—04Crackresistanceanalysisandapplicationtotunnelengineeringoffiberconcrete

3、CAOQing-yu，HAOTing-yu，SUNWei(1．CenterResearchInstituteofBuildingandConstructionCo．，Ltd．，Beijing100088，China；2．CollegeofMaterialsScienceandEngineering，SoutheastUniversity，Nanjing211189，China)Abstract：Fiberconcreteappliedforsecondlininginmmaeltoimprovecrackresistanceperformance．Wechoose

4、ntheSF、CF、PETF、PVAFandPPF，tookacertainsinglefiberorSFandanotherkindsoffiberaddingtoconcr~e，testedthecrackresistanceperformancebyflatmethod、cirquemethodandlengthmethod，Theresultshowedthatfiberconcretenotenhancethespliaingstrengthandbendingstrength，butimprovedthecrackresistanceperforman

5、cecomparingtonormalconcrete，especiallyfiberconcrete．FiberconcreteappliedforthesecondliningundertheIIlwallrock，bothworkperformanceandstrengthindexsatisfythedesigndemand，andconcretesurfacecouldnotdetectcrackafter280days．Keywords：fiber；crackresistance；secondliningI级粉煤灰，烧失量≤5．0％；砂为中粗河砂，细度

6、模数2．6；石子0引言为石灰岩碎石，粒径范围5~2Omm；外加剂为PCM聚羧酸高效世界上较早修建的高速铁路隧道二次衬砌结构普遍采用素减水剂；水为普通自来水；纤维选用钢纤维(sF)、聚乙烯醇纤维混凝土，随着运营时间推移，隧道衬砌非结构性裂缝不断出现并(PVAF)、聚丙烯纤维(PPF)、纤维素纤维(UF500)、改性聚酯纤发展，维修养护工作不断加大，二次衬砌结构安全性问题逐渐突维(PETF)，各种纤维性质见表1。出，甚至危及高速列车的运行安全，如日本新干线已发生了多起表1试验选用纤维物理力学性能因隧道二次衬砌混凝土掉块中断行车事故[1]。为解决这一问题，纤维种类抗拉强

7、度量极单丝长度密度世界各国都在积极研究试验相应的措施与方法，如德国采用对二／MPa／GPa／％／mm／(eCcm，)次衬砌混凝土采用单层钢筋网护面结构目，但钢筋网护面结构造价高、施工困难、工序耗时长。目前国内港口工程、水利工程和建筑工程中采用纤维混凝土结构，即通过纤维在混凝土中多根数的乱向分布，有效防止混凝土的早期开裂，而且对于开裂后裂缝的扩展具有很强的抑制作用，减少混凝土在施工期的裂缝和缺陷，提高混凝土的韧性、抗冲击、抗冻融、抗渗、抗疲劳等性能。1．2配合比设计本试验采用纤维混凝土技术解决二次衬砌中非结构裂缝不掺的基准混凝土配合比为：水泥：粉煤灰：砂：石子：水=

8、266：问