Bei der Erforschung der Eigenschaften neuer früher hochfester Vergussmaterialien im Wuhan Geotechnical Institute wurden Fortschritte erzielt
Die Verankerungstechnik ist eine in der Geotechnik häufig verwendete Maßnahme zur Bewehrung, mit der die Eigenfestigkeit und Selbststabilisierungsfähigkeit des umgebenden Gesteins des Tunnels voll zur Geltung gebracht und verbessert werden kann, wodurch die Verformung des umgebenden Gesteins wirksam kontrolliert werden kann. Es hat sich mittlerweile zu einer der wirtschaftlichsten und effektivsten Methoden entwickelt, um die Stabilität der Geotechnik zu verbessern und komplexe geotechnische Probleme zu lösen. Als wichtiger Bestandteil der Ankerkonstruktion spielt der Verpresskörper eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Tragfähigkeit von Ankerstangen (Kabeln). Unter anderem ist die Verbesserung der Fließfähigkeit, der Abbindezeit, der mechanischen Festigkeit und anderer Indikatoren des Vergussmaterials die wichtigste Möglichkeit, die Leistung der Vergussverstärkung zu verbessern.
Zu diesem Zweck hat das Forschungsteam für Bauprozessmechanik vom Institut für Fels- und Bodenmechanik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften eine neue Art von frühem, hochfestem Vergussmaterial auf Basis von Ferroaluminat-Zementklinker, gewöhnlichem Portlandzement, Anhydrit usw. entwickelt Kalksteinpulver. Durch einachsige Kompressionstests, Röntgenbeugungstests, thermogravimetrische Analysetests, Quecksilber-Intrusionstests und andere makroskopische und mikroskopische Testtechniken werden die Entwicklungsgesetze der mechanischen Festigkeit, der Hydratationsprodukte, der Expansionsrate, der Mikrostruktur und anderer Leistungsindikatoren des Vergussmaterials ermittelt wurden systematisch untersucht. Der frühe Hydratationsmechanismus wurde aufgedeckt und die Verankerungsleistung des frühen hochfesten Injektionsmaterials wurde durch numerische Simulationen und Ankerauszugstests vor Ort überprüft. Die Ergebnisse zeigten, dass die anfängliche Abbindezeit des frühen hochfesten Vergussmaterials nur 25 Minuten beträgt, bei einer Endabbindezeit von 40 Minuten und einer Fließfähigkeit von 282 mm. Die freie Expansionsrate weist einen nichtlinearen Wachstumstrend mit einer durchschnittlichen Wachstumsrate von 4,51 ‰/Tag innerhalb eines 14-Tage-Alters auf. Die einachsige Druckfestigkeit kann im Alter von 1 Tag 40,3 MPa erreichen, im Alter von 7 Tagen auf 61,7 MPa ansteigen und stabil bleiben. Die Haupthydratationsprodukte des hochfesten Vergussmaterials sind Ettringit und Aluminiumhydroxidgel, und der Phasengehalt bleibt nach 1 Tag Hydratation stabil. Durch den schnellen Anstieg des Gehalts an Hydratationsprodukten und die Volumenausdehnung wird die Porenstruktur des hochfesten Vergussmaterials dichter. Numerische Simulationen und Feldtests haben gezeigt, dass das frühe hochfeste Vergussmaterial die Verankerungsleistung vorgespannter Ankerstangen im Vergleich zu gewöhnlichem Portlandzement deutlich verbessert. Diese neue Art von Vergussmaterial zeichnet sich durch hervorragende Eigenschaften wie Frühfestigkeit, hohe Festigkeit und leichte Ausdehnung im Anfangsstadium der Hydratation aus und eignet sich daher für technische Anforderungen wie Verankerungsinjektionen und Schichtverstärkung.
Die Forschungsergebnisse wurden in der Top-Zeitschrift im Bereich Bauingenieurwesen, Bauwesen und Baustoffe veröffentlicht. Die Forschungsarbeiten wurden vom Second Tibetan Plateau Scientific Expedition and Research Program (Nr. 2019QZKK0904), dem National Natural Science Foundation of China Major Project (Nr. 51991392) und dem National Key Research and Development Program (Nr. 2021YFC3100805, 2021YFC3100802) finanziert ).
Papierlink://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.134324
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