2021年5月13日消息,罗兰·迈尔(Roland Mayr)解释了如何为喷涂混凝土选择正确的结构合成纤维,取决于何时以及如何加载混凝土。


纤维增强的喷射混凝土广泛用于岩石支撑,用纤维代替了传统的网眼增强材料。它可以安全,快速且高度机械化地应用。


使用合成纤维(通常为聚丙烯(PP))可以使混凝土结构具有延展性,从而在破坏前产生明显的变形。结构性合成纤维形成内部网络,并为喷涂混凝土增加了出色的拉伸性能。它们比钢纤维具有优势,因为它们不腐蚀并且碳足迹小得多。


喷涂混凝土该如何选择正确的结构合成纤维

喷涂测试板

喷涂混凝土该如何选择正确的结构合成纤维

表1. PP纤维的类型

喷涂混凝土该如何选择正确的结构合成纤维

图1.方形面板测试中6 kg /m³的扁平纤维的性能

喷涂混凝土该如何选择正确的结构合成纤维

图2.在方面板测试中压花纤维在6 kg /m³下的性能


有效的地面支撑和防止岩石和地层风化对任何采矿作业的安全性,效率和寿命至关重要。不同类型的合成纤维会导致喷射的钢筋混凝土表现不同。正确选择纤维取决于混凝土必须承担多少载荷以及施加载荷的速度如何,而这取决于地面和计划的采矿作业。


如表1所示,结构PP纤维有三种主要形状:扁平,压花和卷曲。为了比较不同纤维的性能,可以在包含纤维的喷涂混凝土板上进行能量吸收(EA)测试。EA是对喷涂混凝土的韧性的一种量度,在面板中心施加载荷以模拟变形。


通常,纤维测试板是通过以与在地下施涂相同的方式喷涂混凝土而制备的,但使用的促进剂较少。有时,面板也可以在实验室条件下铸造,但这可能会产生误导性的结果,具体取决于所使用的纤维类型。压花纤维在浇铸条件下通常表现出更好的性能,因为液态水泥浆会渗透纤维中的所有细小凹痕以形成良好的粘结。但是,在喷涂条件下,由于添加了促进剂,水泥浆会立即变硬,因此也不会渗透到压痕中。


PP纤维的性能取决于纤维强度和纤维与混凝土基体之间界面的特性。这受纤维的表面结构(扁平的,压花的)和基体的强度(年龄)的影响。


能量吸收板的测试时间因国家/地区而异,从7天到28天不等。可以在达到一定强度或在一定年龄下进行测试。应该注意的是,如果喷射混凝土壳体在应用后很长时间被装载,其强度和性能可能与立即装载的情况有很大的不同。


理想情况下,光纤在施加负载时不会轻易拉出或断裂。换句话说,只有在接近混凝土衬砌的最大破坏载荷时,才应开始拉出纤维。


平板与浮雕喷涂混凝土


为了比较扁平纤维和压花纤维在不同强度和年龄的混凝土中的性能,在7、28和90天的方形面板上进行了测试。(圆形测试板通常用于采矿,但是通过将获得的EA除以2.5,可以将来自方形板的结果转换为从圆形板获得的结果)。


扁平纤维的性能可以在图1中看到。随着混凝土的使用年限和强度的增加,系统的性能也随之提高。


压花纤维表现出不同的行为(见图2)。在较低变形范围内的性能非常相似。在较高的变形范围内,随着混凝土强度和龄期的增加,性能会下降。


测试后,对裂缝中的纤维进行计数,并分类为折断和拉出的纤维。对于两种类型的纤维,断裂纤维的百分比均随强度/年龄的增加而增加,但是压花纤维断裂的增加明显更高。


喷涂混凝土的测试结果告诉我们什么?


从这些结果可以得出许多结论。首先,随着时间的流逝,现代喷射混凝土往往会产生显着的强度。其次,重要的是要考虑什么年龄的喷射混凝土将加载和变形将是多大。结果还表明,只要在混凝土达到较高的龄期/强度时施加载荷,扁平纤维就会承受较高的载荷和变形。同时,压花纤维对于较低年龄/强度的混凝土(长达14天)可能更好。同样,它们提供了更高的刚度和更低的整体变形水平。


Master Builders Solutions在其MasterFiber系列中提供各种类型的结构PP纤维。该公司对混凝土技术和化学的了解使它能够设计混凝土混合物,并根据矿山的地质状况选择纤维以获得最大的结构响应。


对于喷射混凝土,主要要求是在高变形条件下保持一定的延展性。为了获得所需的性能,必须考虑混凝土基体的强度和使用年限以及纤维类型。



免责声明

我来说几句

不吐不快,我来说两句
最新评论

还没有人评论哦,抢沙发吧~