晶须复合纤维EGC 抗大变形性能研究
2021-02-05张建国杨战标丁汉林
煤矿安全 2021年1期
张建国,吴 阳,杨战标,3,丁汉林
(1.炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室,河南 平顶山467000;2.中国矿业大学 力学与土木工程学院,江苏 徐州221116;3.中国平煤神马集团能源化工研究院,河南 平顶山467099)
深部资源开采与工程是未来发展趋势。在深部地下工程“三高一扰动”的工程环境中,通常伴随着大变形的特点,对支护结构提出了较高要求[1]。目前,在深部地下工程所使用的绝大部分支护结构与材料,均能适应大变形工况[2]。只有作为喷层材料的混凝土无法适应。因此寻找能够适应大变形工况的材料替代普通混凝土,更能充分利用围岩的自承能力并减少灾害发生。而随着材料科学与工程技术的发展,一系列全新的混凝土材料被发现与运用[3]。目前,使用粉煤灰普遍作为普通水泥的掺和料加入[4]。EGC(工程胶结地聚合物)材料能够适应较大应变。此外EGC 材料也是1 种绿色环保材料,这引起了许多机构对于EGC 研究的重视[5-6]。EGC 是1 种基于微观机制设计产生的材料,最初由Victor C. Li 等[7]研制。EGC 材料普遍拥有5%以上的拉伸应变能力,能够表现出应变硬化的特征[8-9],即在进入塑性后,亦能拥有较高的承载能力。此外,还具备一定自愈性能[10-11]。EGC 除了具有应变硬化的特征外,极限延伸率也较高,故具有较高的吸能特性,也适用于具有冲击特征的深部地下工程中。但在EGC 材料中,国外已有研究使用的PVA 纤维价格较高[12],造成EGC的应用范围和程度受到限制。使用其他纤维或晶须替代PVA 纤维是1 种可行的方向[13-19]。……
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