隧道二襯纖維混凝土防滲抗裂性能檢測(cè)研究

周俊英

摘要：隧道是穿越山區(qū)等地形條件的重要交通工程形式，隧道結(jié)構(gòu)體承受的環(huán)境應(yīng)力與載荷條件相對(duì)復(fù)雜，需要采取更為有效的技術(shù)方法維持其整體穩(wěn)定性與使用安全。防滲與抗裂性能是衡量隧道工程質(zhì)量的重要指標(biāo)，其檢測(cè)與控制是工程質(zhì)量管理的重要內(nèi)容。本文針對(duì)隧道二襯纖維混凝土這一特定材料類型，探討分析了防滲抗裂性能檢測(cè)的相關(guān)內(nèi)容，旨在提供一定的參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：隧道；二襯纖維混凝土；防滲；抗裂；檢測(cè)

中圖分類號(hào)：U454 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674—3024（2017）06—0143—02

1隧道二襯纖維混凝土防滲抗裂性能指標(biāo)分析

1.1隧道二襯纖維混凝土防滲抗裂指標(biāo)

（1）混凝土抗裂性能評(píng)價(jià)指標(biāo)

針對(duì)混凝土抗裂性能進(jìn)行評(píng)價(jià)的指標(biāo)主要包括極限拉伸值、拉壓比、韌性、熱強(qiáng)比、抗拉韌性、彈強(qiáng)比、抗裂性指數(shù)等。

在實(shí)際檢測(cè)環(huán)節(jié)中，拉壓比的測(cè)定是一項(xiàng)評(píng)定混凝土材料的核心抗裂性能指標(biāo)，目前針對(duì)拉壓比測(cè)定的研究較多，重點(diǎn)在于對(duì)抗壓和劈裂抗拉強(qiáng)度之間關(guān)系的測(cè)試，同時(shí)推導(dǎo)出混凝土材料構(gòu)筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度水平。

拉壓比是評(píng)價(jià)混凝土抗裂性的一個(gè)重要指標(biāo)。極限拉伸值的測(cè)定是抗裂性能指標(biāo)測(cè)定的主要參數(shù)，拉伸值的高低與抗裂性能正相關(guān)。國內(nèi)外的研究人員做了大量的試驗(yàn)，研究了不同類型混凝土抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度的關(guān)系，并推導(dǎo)出劈裂抗拉強(qiáng)度。

韌性綜合反映了混凝土材料與斷裂特征，其指標(biāo)內(nèi)涵為材料在一定載荷水平條件下形成結(jié)構(gòu)性破壞時(shí)吸收的能量，吸收能量與韌性正相關(guān)，具有較高韌性的材料抗裂性能更好。當(dāng)前常用的混凝土材料韌性測(cè)試方法包括：能量法、強(qiáng)度法、能量比值法等。

（2）混凝土防滲性能評(píng)價(jià)指標(biāo)

對(duì)于混凝土材料防滲性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要依據(jù)相應(yīng)檢測(cè)方法分為：防滲標(biāo)號(hào)、滲透系數(shù)和滲水高度等。

防滲標(biāo)號(hào)是當(dāng)前我國混凝土防滲檢測(cè)中采用的主要指標(biāo)，但受限于檢測(cè)精度水平，使用這一指標(biāo)有時(shí)并不能有效滿足實(shí)際防滲檢測(cè)的需求。在同等檢測(cè)條件下，相同數(shù)量級(jí)的滲透系數(shù)所對(duì)應(yīng)的防滲標(biāo)號(hào)有著一定的差異，這種差異在防滲標(biāo)號(hào)較大的情況下更加明顯。

滲水高度指標(biāo)對(duì)于防滲性能的反應(yīng)較為直接，通過對(duì)于一定時(shí)間后材料滲水高度的測(cè)量獲得相應(yīng)的滲透性評(píng)定結(jié)果，其檢測(cè)結(jié)果精度更高。

測(cè)量材料內(nèi)部氯離子的滲透性能也是常用的混凝土防滲性能測(cè)量方法，該方法在高性能混凝土檢測(cè)中的實(shí)踐效果較為理想。氯離子檢測(cè)儀直流電量法和氯離子擴(kuò)散系數(shù)法為主。直流電量法的檢測(cè)過程為：首先將檢測(cè)對(duì)象材料混凝土進(jìn)行取樣切割，將取樣真空飽水處理后放置于試驗(yàn)槽內(nèi)，槽兩端分別盛放指定濃度的NaOH溶液和CaCl溶液，接通直流電源，在一定水平電動(dòng)勢(shì)的驅(qū)動(dòng)下，測(cè)量通過混凝土材料的電量值，最終換算成相應(yīng)的氯離子滲透能力參數(shù)，氯離子滲透能力與材料的防滲性能成反比。

除此之外，氣體滲透法也是混凝土防滲性能的檢測(cè)技術(shù)形式之一。相應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果表明：混凝土防滲性能與氣體滲透系數(shù)間存在1-2個(gè)數(shù)量級(jí)的差異，在混凝土整體材料較為緊密、滲透陛較低的情況下，兩者間的差異性更為明顯。檢測(cè)環(huán)節(jié)氣體壓力上將會(huì)帶來防滲（水）系數(shù)和透氣系數(shù)的差別減小。

2隧道二襯纖維混凝土防滲抗裂性能檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

2.1隧道二襯纖維混凝土抗裂性能檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

當(dāng)前，我國對(duì)于隧道二襯纖維混凝土抗裂性能檢測(cè)的方法尚未形成同一性的規(guī)程，通常根據(jù)工程的實(shí)際情況選擇落錘沖擊法、子彈沖擊法、SHPB試驗(yàn)法等具體檢測(cè)形式。

常見的落錘沖示試驗(yàn)方法較為便捷，對(duì)于場(chǎng)地與相應(yīng)試驗(yàn)條件的要求較低。此方法測(cè)量結(jié)果可從以下三個(gè)方面選?。海?）落錘沖擊條件下，試件出現(xiàn)第一條裂縫情況時(shí)的落錘沖擊次數(shù)；（2）落錘持續(xù)沖擊條件下，測(cè)量設(shè)備中4塊試件中3塊發(fā)生接觸時(shí)的沖擊次數(shù)；（3）破壞與初裂時(shí)沖擊次數(shù)的差值和沖擊耗能。

材料在沖擊荷載作用下能吸收較大的能量而不破壞的性質(zhì)稱為沖擊韌性。沖擊韌性可用來表征材料抵抗變形和斷裂的能力，其大小以標(biāo)準(zhǔn)試件破壞時(shí)單位面積或體積所吸收的能量表示?；炷恋臎_擊試驗(yàn)一般經(jīng)歷三個(gè)階段，即初裂、繼續(xù)沖擊和破壞階段，分別以平均初裂次數(shù)、平均終裂次數(shù)及二者的差值表示。

2.2隧道二襯纖維混凝土防滲性能檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

隧道二襯前衛(wèi)混凝土中通常包含鋼纖維、碳纖維成分，這些成分具有導(dǎo)電性，通過外加電源進(jìn)行檢測(cè)的氯離子滲透系數(shù)法和電通量法在這種條件下不適用，因此可采用壓力滲透系數(shù)法進(jìn)行防滲性能檢測(cè)。

在檢測(cè)過程中，首先選擇尺寸合適的混凝土相對(duì)滲透系數(shù)試件，試件材料通過有效養(yǎng)護(hù)周期后方可投入檢測(cè)。試驗(yàn)環(huán)節(jié)，測(cè)試壓力控制在1.2MPa水平范圍內(nèi)，試驗(yàn)時(shí)間24h，測(cè)量水分在纖維混凝土中的滲透高度，將測(cè)量數(shù)值代人《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》中的相應(yīng)公式換算出相對(duì)滲透系數(shù)。換算公式如下：

3結(jié)語

綜上所述，隧道二襯分部工程中使用的纖維混凝土其材料性能對(duì)于工程建設(shè)質(zhì)量有著直接的影響，結(jié)合工程實(shí)際情況，合理選擇材料防滲抗裂性能檢測(cè)方法，按照規(guī)范流程開展檢測(cè)工作，能夠有效保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，確保使用材料達(dá)到工程設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量控制指標(biāo)，為建設(shè)高水平隧道工程提供基礎(chǔ)性的支持，促進(jìn)交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的持續(xù)發(fā)展。