超高韧性喷射混凝土研究进展
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ ｕｌｔｒａ ｈｉｇｈ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ｃｅｍｅＴＣＣ）ａｓ ｓｈｏｔｃｒｅｔｅ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ
ｌｏｎｇ—ｔｅｒｍ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｃｒａｃｋ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ｏｆ ｓｈｏｔｃｒｅｔｅ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ， ｍ ｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｐｒａｙａｂｌｅ ＵＨＴＣＣ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｄｕｃｅｄ．Ｓｏｍ ｅ ｔｈｏｕｇｈｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｐｒａｙａｂｌｅ ＵＨ ＴＣＣ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｗ ｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ． Ｋ ｅｙｗ ｏｒｄｓ：Ｓｈｏｔｃｒｅｔｅ；Ｕ ＨＴＣＣ；Ｆｉｂｅｒ
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 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 。
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
Ｌｉ【 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
Ｒ ｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ Ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ Ｓｈｏｔｃｒｅｔｅ
Ⅺ ｏＮＧ Ｚｈｉ．ｑｉｎｇ ０Ｕ Ｚｈｏｎｇ－ｗｅｎ ＬＩＵ Ｊｉｎ．ｍｉｎｇ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ，ｈｒｎ￣ｙ Ｌｏｇｉｓｔｉｃｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ＰＬＡ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０ １ ３ １ １．Ｃｈｉｎａ）
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”。Ｉ。研 究人员 在水 泥中掺人短切纤维 ，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 世娘团队对该种材料做了大量研究… ，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 卅。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 。
第 ４７卷 第 ８期 ２０１８年 ８月
当 代 化 工
Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏ１．４７．ＮＯ．８ Ａｕｇｕｓｔ，２０１ ８
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）
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） 怍 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 。
ｌｏｎｇ—ｔｅｒｍ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｃｒａｃｋ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ｏｆ ｓｈｏｔｃｒｅｔｅ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ， ｍ ｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｐｒａｙａｂｌｅ ＵＨＴＣＣ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｄｕｃｅｄ．Ｓｏｍ ｅ ｔｈｏｕｇｈｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｐｒａｙａｂｌｅ ＵＨ ＴＣＣ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｗ ｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ． Ｋ ｅｙｗ ｏｒｄｓ：Ｓｈｏｔｃｒｅｔｅ；Ｕ ＨＴＣＣ；Ｆｉｂｅｒ
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 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 。
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
Ｌｉ【 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
Ｒ ｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ Ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ Ｓｈｏｔｃｒｅｔｅ
Ⅺ ｏＮＧ Ｚｈｉ．ｑｉｎｇ ０Ｕ Ｚｈｏｎｇ－ｗｅｎ ＬＩＵ Ｊｉｎ．ｍｉｎｇ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ，ｈｒｎ￣ｙ Ｌｏｇｉｓｔｉｃｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ＰＬＡ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０ １ ３ １ １．Ｃｈｉｎａ）
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”。Ｉ。研 究人员 在水 泥中掺人短切纤维 ，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 世娘团队对该种材料做了大量研究… ，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 卅。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 。
第 ４７卷 第 ８期 ２０１８年 ８月
当 代 化 工
Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏ１．４７．ＮＯ．８ Ａｕｇｕｓｔ，２０１ ８
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）
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） 怍 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 。