为系统研究喷射混凝土抗冻性能,采用快冻 法,对普通喷射混凝土及钢纤维喷射混凝土进行快速 冻融实验,并与同配合比模筑混凝土进行对比,研究模 筑混凝土与喷射混凝土抗冻性能差异;而后对冻融循 环后试件进行微观结构观察,分析其性能劣化机理. 结果表明,随着冻融循环次数增加,试件相对动弹性模 量、质量损失率、立方体抗压强度及劈裂抗拉强度呈下 降趋势,且模筑混凝土性能衰减程度远大于喷射混凝 土.而此时试件内部微气孔相互连通继而发展成为微 裂缝,凝胶体在冻胀压力及过冷水渗透压作用下结构 酥松且部分流失,进一步加剧试件性能劣化速度;钢纤 维的加入可显著改善喷射混凝土内部微观孔结构,提 高其抗冻性能.同时,对冻融循环５０,１００,１５０及２００ 次后试件进行轴心抗压强度实验,分析冻融损伤对试 件应力Ｇ应变曲线的影响.随着冻融损伤的加剧,试件 弹性模量及峰值应力减小,峰值应变和极限应变增大, 应力Ｇ应变曲线趋于扁平.经相同冻融循环次数作用 时,钢纤维喷射混凝土峰值应变和极限应变增大,说明 钢纤维的掺入可显著提高喷射混凝土延性及韧性. 关键词: 隧道工程;喷射混凝土;钢纤维;抗冻性; 应力Ｇ应变曲线 中图分类号: TU５２８ 文献标识码:A DOI:１０．３９６９/j．issn．１００１Ｇ９７３１．２０１５．０６．０２０ １ 引 言 喷射混凝土是在空气压力作用下,通过充气软管 或管道,将混凝土或拌合料高速喷射到某个地方且瞬 时压密的混凝土[１Ｇ２].与普通混凝土相比,喷射混凝土 因速凝剂的掺入而具有极短的终凝时间和高早龄期强 度[３Ｇ４].自１９７０年在法兰克福和慕尼黑的市政隧道施 工中作为衬砌混凝土使用以来,喷射混凝土被广泛应 用于隧道及巷道的初期或永久支护、基坑边坡支护、结 构加固维修等领域[５Ｇ７]. 在现代隧道衬砌结构设计与施工中,以喷射混凝 土为主体的单层永久衬砌成为未来发展趋势[８].而在 隧道运营过程中,特别是寒冷地区,衬砌结构不可避免 要遭受环境正负温交替作用,从而造成开裂、漏水等病 害,最终导致衬砌混凝土剥落,严重威胁到隧道衬砌结 构耐久性及使用寿命[９],故对喷射混凝土单层衬砌结 构抗冻性能研究具有重要意义. 近些年来,国内外学者针对喷射混凝土抗冻性开 展了初步的实验研究.罗彦斌等[１０]对 C２０喷射混凝 土抗冻性进行了研究,并与同强度等级模筑混凝土进 行了对比,认为C２０喷射混凝土耐久性指数较低,不能 满足寒冷地区抗冻性的要求.刘成成[１１]、赵喜忠等[１２] 认为引气剂的掺入可显著提高喷射混凝土的抗冻性. 祝云华等[１３]对钢纤维喷射混凝土抗冻性进行了研究, 认为钢纤维在喷射混凝土基体中的三维乱向分布可分 散毛细管收缩应力,有效抑制内部微裂纹产生和发展, 改善喷射混凝土的抗冻性能.JianxunChen[１４]对 C２５ 喷射混凝土抗冻性进行了研究,经冻融循环４００次后, 质量损失率为３．１％,相对动弹性模量下降２２．５％,抗 压强 度 下 降 率 为 ３６．５％;同 时,Shin WonPark[１５]、 JongPilWon[１６]、HaeGeumPark等[１７]对喷射混凝土 进行了冻融循环实验,经３００次冻融循环后,相对动弹 性模量下降率不超过１０％. 综上所述,针对喷射混凝土抗冻性研究虽取得了 一定的研究成果,但只局限于动弹性模量、质量损失和 抗压强度变化规律性探讨,没有对其进行深入的研究. 为了系统研究喷射混凝土抗冻性能,实验采用快冻法, 对普通喷射混凝土及钢纤维喷射混凝土进行快速冻融 实验,并与同配合比模筑混凝土进行对比,从相对动弹 性模量、质量损失率、立方体抗压强度及劈裂抗拉强度 表征其抗冻性能衰减,研究模筑混凝土与喷射混凝土 抗冻性能差异.对冻融损伤后试件微观结构进行观 察,分析其性能劣化机理.同时,对冻融循环５０,１００, １５０及２００次模筑混凝土及喷射混凝土试件进行轴心 抗压实验,分析冻融循环对其应力Ｇ应变曲线及弹性模 量、峰值应力、峰值应变及极限应变的影响. ２ 实 验 ２．１ 水实泥验为原陕料西与宝配鸡合海比螺水泥有限责任公司生产的海 螺牌 P

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