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发布时间:2020-01-06 00:00:00
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玄武岩纤维喷射混凝土力学性能及工程应用研究
Mechanical Properties of Basalt Fiber Shotcrete(BFRS) Concrete and Its Application Study in Engineering
2019年第8期
玄武岩纤维;喷射混凝土;力学性能;微观结构;巷道支护
Basalt fiber; Shotcrete; Mechanical property; Microstructure; Roadway support
2019年第8期
10.19761/j.1000-4637.2019.08.050.05
国家自然科学基金项目(51704094);河南理工大学博士基金(B2015-56)。
付玉军1,韩振宇2,陈新明2
1.焦作煤业集团,454010;2.河南理工大学土木工程学院,焦作454010

付玉军1,韩振宇2,陈新明2

付玉军,韩振宇,陈新明.玄武岩纤维喷射混凝土力学性能及工程应用研究[J].混凝土与水泥制品,2019(8):50-53+57.

FU Y J,HAN Z Y,CHEN X M.Mechanical Properties of Basalt Fiber Shotcrete (BFRS) Concrete and Its Application Study in Engineering[J].China Concrete and Cement Products,2019(8):50-53+57.

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摘 要:为了研究玄武岩纤维(BF)对喷射混凝土力学性能和工作性的影响,对玄武岩纤维喷射混凝土(BFRS)进行了立方体抗压性能试验及SEM试验,并进行了现场支护应用。结果表明,BF加入后,BFRS坍落度降低、力学性能提升。当BF掺量达到最佳的3 kg/m3时,BFRS 28 d抗压、劈裂抗拉及抗弯强度较普通喷射混凝土分别提升了22.4%、14.3%和13.4%。通过SEM试验发现,BF在喷射混凝土基体内部均匀分布,形成稳定的三维网状承力结构,可以有效抑制界面薄弱区开裂,降低BFRS内部缺陷。进行井下支护应用发现,BFRS复合支护体系具有较好的支护稳定性,二次支护区段内,BFRS巷道80 d变形量相较普通喷射混凝土巷道降低约56%。 Abstract: In order to study the effect of basalt fiber (BF) on the mechanical properties and working properties of shotcrete, cubic compressive test and micro-scanning electron microscopy (SEM) test were carried out on basalt fiber shotcrete (BFRS), and field support was applied. The results show that the slump of BFRS decreases and the compressive performance improves with the addition of BF. The compressive properties of BFRS at 3 d, 7 d and 28 d are 28.0%, 20.1% and 18.6% higher than those of ordinary shotcrete when the content of BF reaches 3 kg/m3. Through SEM test, it can be found that BF distributes uniformly in the shotcrete matrix and forms a stable three-dimensional mesh bearing structure, which can effectively restrain the cracking of interface weak zone and reduce the internal defects of BFRS. The application of underground support shows that BFRS composite support system has good support stability. In secondary support section, the deformation of BFRS roadway in 80 d is reduced by about 56% compared with that of ordinary shotcrete roadway.
英文名 : Mechanical Properties of Basalt Fiber Shotcrete(BFRS) Concrete and Its Application Study in Engineering
刊期 : 2019年第8期
关键词 : 玄武岩纤维;喷射混凝土;力学性能;微观结构;巷道支护
Key words : Basalt fiber; Shotcrete; Mechanical property; Microstructure; Roadway support
刊期 : 2019年第8期
DOI : 10.19761/j.1000-4637.2019.08.050.05
文章编号 :
基金项目 : 国家自然科学基金项目(51704094);河南理工大学博士基金(B2015-56)。
作者 : 付玉军1,韩振宇2,陈新明2
单位 : 1.焦作煤业集团,454010;2.河南理工大学土木工程学院,焦作454010

付玉军1,韩振宇2,陈新明2

付玉军,韩振宇,陈新明.玄武岩纤维喷射混凝土力学性能及工程应用研究[J].混凝土与水泥制品,2019(8):50-53+57.

FU Y J,HAN Z Y,CHEN X M.Mechanical Properties of Basalt Fiber Shotcrete (BFRS) Concrete and Its Application Study in Engineering[J].China Concrete and Cement Products,2019(8):50-53+57.

摘要
参数
结论
参考文献
引用本文

摘  要:为了研究玄武岩纤维(BF)对喷射混凝土力学性能和工作性的影响,对玄武岩纤维喷射混凝土(BFRS)进行了立方体抗压性能试验及SEM试验,并进行了现场支护应用。结果表明,BF加入后,BFRS坍落度降低、力学性能提升。当BF掺量达到最佳的3 kg/m3时,BFRS 28 d抗压、劈裂抗拉及抗弯强度较普通喷射混凝土分别提升了22.4%、14.3%和13.4%。通过SEM试验发现,BF在喷射混凝土基体内部均匀分布,形成稳定的三维网状承力结构,可以有效抑制界面薄弱区开裂,降低BFRS内部缺陷。进行井下支护应用发现,BFRS复合支护体系具有较好的支护稳定性,二次支护区段内,BFRS巷道80 d变形量相较普通喷射混凝土巷道降低约56%。
Abstract: In order to study the effect of basalt fiber (BF) on the mechanical properties and working properties of shotcrete, cubic compressive test and micro-scanning electron microscopy (SEM) test were carried out on basalt fiber shotcrete (BFRS), and field support was applied. The results show that the slump of BFRS decreases and the compressive performance improves with the addition of BF. The compressive properties of BFRS at 3 d, 7 d and 28 d are 28.0%, 20.1% and 18.6% higher than those of ordinary shotcrete when the content of BF reaches 3 kg/m3. Through SEM test, it can be found that BF distributes uniformly in the shotcrete matrix and forms a stable three-dimensional mesh bearing structure, which can effectively restrain the cracking of interface weak zone and reduce the internal defects of BFRS. The application of underground support shows that BFRS composite support system has good support stability. In secondary support section, the deformation of BFRS roadway in 80 d is reduced by about 56% compared with that of ordinary shotcrete roadway.

关键词:
玄武岩纤维;喷射混凝土;力学性能;微观结构;巷道支护
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(1)BF的掺入对喷射混凝土力学性能有较大影响。随着BF掺量的增加,BFRS坍落度呈现持续下降趋势,纤维掺量最大时,BFRS坍落度比普通喷射混凝土降低26 mm;当纤维为最佳纤维掺量3 kg/m3时,BFRS的28 d抗压、劈裂抗拉及抗弯强度比普通混凝土分别提升了22.4%、14.3%和13.4%,且BF对早龄期抗拉及抗弯强度提升效果较大。
(2)BF的加入有效改善了喷射混凝土的微观结构。均匀分散在BFRS基体内部的纤维与基体紧密结合,形成了稳定的三维网状承力结构。BF的加入改变了BFRS的耗能机制,提高了喷射混凝土的力学性能。
(3)BFRS具有优异的支护稳定性。二次支护段,BFRS支护巷道的80 d变形量最大为2.14 mm,比普通喷射混凝土支护巷道降低约56%。

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付玉军,韩振宇,陈新明.玄武岩纤维喷射混凝土力学性能及工程应用研究[J].混凝土与水泥制品,2019(8):50-53+57.

FU Y J,HAN Z Y,CHEN X M.Mechanical Properties of Basalt Fiber Shotcrete (BFRS) Concrete and Its Application Study in Engineering[J].China Concrete and Cement Products,2019(8):50-53+57.

 

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