基本介紹
- 中文名：鋼纖維噴射混凝土
- 外文名：steel fiber shotcrete
- 學科：坑探工程
- 套用時間：國內20世紀80年代
- 領域：煤炭工程
- 特點：加入特定品種和規格的鋼纖維
簡介,噴射鋼纖維混凝土的主要性能特點,噴射鋼纖維混凝土與新奧法,噴射鋼纖維混凝土中的鋼纖維接近二維分布,鋼噴集料回彈率比素噴少,
簡介
鋼纖維噴射混凝土是指按比例加入特定品種和規格的鋼纖維，攪拌均勻後作為集料進行噴射形成複合型混凝土的施工方法。加入鋼纖維後，噴射混凝土的抗壓強度、抗折強度、抗彎強度及耐衝擊性能均有較大幅度提高，尤適於鬆軟、破碎地層支護。
一般鋼纖維直徑為0.3～0.5毫米，長度為20～25毫米，但不得大於25毫米。其強度與鋼纖維品種、形狀、規格、摻量、排列方式、噴射工藝等有直接關係。國外使用較多，國內20世紀80年代才開始套用。
噴射鋼纖維混凝土的主要性能特點
鋼纖維增強噴射混凝土（SFRS-Steel Fiber Reinforced Shotcrete）以下簡稱“鋼噴”，它與素噴混凝土（不加鋼纖維的簡稱“素噴”）。具有的特點是：強度高（抗拉、抗彎、抗剪）；抵抗衝擊、爆炸和震動的性能高；韌性（變形性能）好；抗凍、耐熱與耐應勞性能好。抗裂性能強。即使構件已產生微小裂縫.也會因鋼纖維繼續抗拔而使韌性大為提高.噴射後的鋼纖維方向接近二維分布.施工速度快、適應性廣；鋼噴集料回彈率比素噴低。鋼噴的綜合單價低；鋼噴可代替新奧法中傳統的噴網支護。
噴射鋼纖維混凝土與新奧法
NATM是奧地利學者臘布希維茨教授。經過多年的隧道工程實踐與科學研究，於1964年發表了第一篇有關新奧法的科學論文。其基本概念是：在充分考慮圈岩自身承載能力的基礎上，因地制宜的搞好地下硐室的設計和施工。
新奧法的整個體系，與沿用近百年傳統的設計與施工方法相比，在理論的新穎性、技術的先進性、施工中的安全性與經濟性等方面，均得到國際上學術界與工程界的高度重視與讚揚。當前已在世界範圍內廣泛推廣。新奧法三大支柱包括控制開挖、噴錨支護和安全監側。上述三者的相互協調與緊密配合。組成了它的基本內容。
噴錨支護中的“噴”，即新奧法中三大支柱之一的素噴混凝土支護。另外的支護方案還有素噴加錨桿、素噴加鋼筋網、噴錨網聯合支護等。根據不同條件，組成上述不同方案，並在工程實踐中獲得成功。但是，隨著現代科學的發展，又要看到新奧法的弱點。例如：素噴的脆性、圈岩的變形能力以及鋼網施工的複雜性等均表現出新奧法的不足之處。鋼纖維的發展較好的解決了上述問題，尤其在素噴中加入適量的鋼纖維可以完全代替素噴混扭土加鋼筋網的作用，從而進一步提高了新奧法施工的安全性、經濟性與機械化程度，不僅質量好，而且大大加快了地下工程的施工速度，很受廣大工程界的歡迎。
噴射鋼纖維混凝土中的鋼纖維接近二維分布
在隧道的新奧法施工中，噴射鋼纖維混凝土（乾噴或濕噴）支護得到廣泛套用。測試證明，在噴射前的集料“乾”或液態混凝土（濕）中，大致呈三維亂向隨機分布，經過噴射後（噴層厚度一般小於250mm ），由於料束的高速連續衝擊和受噴面附近橫向氣流的作用。使得受噴面部分鋼纖維迅速轉向、且大部分（70%以上）變成與噴射方向垂直的二維分布狀態.這種特殊工藝的纖維分布形態，正好與洞室的環向主應力方向一致。因而鋼纖維對洞室變形與控制裂縫開展非常有利。這種定向分布的結果，導致強度與變形性能的各向異性應引起設計、施工人員的重視。
鋼噴集料回彈率比素噴少
在噴射工藝中，集料的回彈是不可避免的，只是隨著噴射機性能，噴射物成性特點、噴射手技術高低的不同而有所差別。回彈料一般有5%-30%，且不能回收利用，這是工藝特點所帶來的損失。回彈料的增加，不僅是經濟上的損失，而且還嚴重影響混凝土質量。在乾噴（水在噴頭處加入）中，混凝土集料回彈率平均在25%，而鋼噴由於纖維的成網作用。平均只有14%。在濕噴中（噴射前已經拌成混凝土），素噴混凝上回彈率為15%左右，而鋼噴只有10%左右。
應該指出，在鋼噴工藝中，集料回彈率與纖維回彈率是兩個完全不何的概念。前者是指鋼噴的全部材料，後者僅括鋼纖維自身的回彈。據國內的大量試臉證明。在鋼噴中纖維的回彈率遠大於集料的回彈率，也就是說，從噴射配比到結構配比.集料中諸元素（砂、石、水泥、水、鋼纖維和其他外加劑、摻合料）發生了較大的變化，尤其粗骨料和鋼纖維變化更大。
