超高韧性喷射混凝土研究进展

第47卷第8期 当 代 化 工

Vol.47，No.8 2018年8月 Contemporary Chemical Industry August，2018

收稿日期： 2017-12-07 作者简介：熊志卿（1994-），男, 湖南永州人，硕士研究生,主要研究方向为军事工程特种材料。E-mail：804384868@https://www.360docs.net/doc/c95581507.html,。

超高韧性喷射混凝土研究进展

熊志卿，欧忠文，刘晋铭

（陆军勤务学院 军事设施系，重庆 401331）

摘 要：使用超高韧性水泥基复合材料(简称为UHTCC)连续喷射施工，可以有效改善喷射混凝土后期强度低、易收缩开裂、韧性差等问题。简要介绍了喷射UHTCC 在流变性能、力学性能、耐久性及应用方面的研究进展，对今后我国喷射UHTCC 的研究方向提出了几点思考。 关 键 词：喷射混凝土；超高韧性水泥基复合材料；纤维

中图分类号：TU528.53 文献标识码： A 文章编号：1671-0460（2018）08-1713-04

Research Progress of Ultra-high Toughness Shotcrete

XIONG Zhi-qing , OU Zhong-wen , LIU Jin-ming

（Department of Military Facilities,Army Logistics University of PLA,Chongqing 401311, China ）

Abstract : Using ultra high toughness cementitious composite material (UHTCC) as shotcrete can improve the long-term strength, crack resistance performance, toughness of shotcrete. In this paper, rheological properties, mechanical properties, durability and application of sprayable UHTCC were intrduced.Some thoughts on the future research direction of sprayable UHTCC in China were put forward. Keywords : Shotcrete; UHTCC; Fiber

喷射混凝土是使用混凝土喷射机械，以压缩空气为动力，将石子、砂、水、掺合料及外加剂按预先设计的配合比混合，通过软管或管道将其直接喷射到待喷表面的一种快速施工材料

[1-4]

。喷射混凝土

与浇筑混凝土相比，具有终凝时间快、早期强度高、施工方便灵活等特点，主要应用在隧道、矿井、地下工程、边坡等混凝土难以浇筑成型的施工环境。近年来，随着我国大量建筑进入老化期，大量建筑物需要进行改造、修复、加固，喷射混凝土作为加固修补材料已越来越受到重视，尤其在军事抢修抢建方面，喷射混凝土也具有十分广阔的应用前景。

目前抢修抢建用喷射混凝土存在早期强度相对较低、后期强度较低、韧性相对较差、后期干燥收缩大易开裂、孔隙率较高、耐久性和环境适应性较差等问题。因此，采用具有良好的变形性能、裂缝控制性能和耐久性能，以及能够抵抗爆炸产生的巨大冲击荷载和具有良好抗震作用的超高韧性水泥基复合材料(UHTCC，Ultra High Toughness Cementitious Composites)

[5-9]

作为抢修抢建材料，是战争以及发生

地震等突发性灾害时军事和后期保障设施抢修抢建的必然要求。

1 喷射UHTCC 研究进展

UHTCC 早期的英文名称为“Engineered

Cementitious Composite”，缩写为ECC，最早的设计

理念由Li 和Leung 于1992年提出[10]

。研究人员在水泥中掺入短切纤维，通过微观结构调整，使水泥基材料具有应变硬化和多缝开裂特性，大幅度提高了水泥基材料的韧性。近年来随着各国研究人员对该类材料的研究深入，美国、日本等国家现已将该种材料用于实际工程。我国对该种材料开发较晚，徐

烺世团队对该种材料做了大量研究[11-16]

，并将符合这一标准的材料称为“超高韧性水泥基复合材料”。 1.1 喷射UHTCC 基本性能研究

喷射UHTCC 本质上就是能满足连续喷射要求的UHTCC，其拉伸性能、弯曲性能及耐久性能相比

于普通喷射混凝土有很大的提升。Kong 等人[17]

2003年研发出一种适合喷射并且基体硬化后具有应变硬化特性的水泥基复合材料。为保证该种材料具有满足泵送喷射和超高韧性要求，需要调整水泥颗粒的絮凝程度，使其具有双阶段性特性。研究人员通过选择合适的原料及配比，使得新鲜拌合物具有较好的流变性能，并随着时间的推移，被喷出后也能有效粘合结合面。

Li [18]

通过添加一定比例的减水剂、粘度剂和铝酸钙水泥来控制凝胶材料的流变性，从而实现了喷射UHTCC 的双阶段性；在保持配合比不变的同时，考虑了材料的微观结构，使得喷射UHTCC 在保证

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