水灰比对薄喷衬层材料抗拉性能影响的宏微观试验研究

作     者：陈庆发 杨文雄 吴家有 牛文静 CHEN Qingfa;YANG Wenxiong;WU Jiayou;NIU Wenjing

作者机构：广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004 广西大学资源环境与材料学院南宁530004 广西防灾减灾与工程安全重点实验室南宁530004 

出 版 物：《材料导报》 (Materials Reports)

年 卷 期：2024年第38卷第8期

页      面：277-283页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 

基　　金：国家自然科学基金(51964003) 广西大学学科交叉科研项目(2022JCB012) 

主　　题：薄喷衬层材料 TSL 水灰比 抗拉性能 孔隙结构 地下工程 

摘      要：薄喷衬层材料TSL865作为一种新型高分子喷涂支护材料,可快速有效地抑制地下工程围岩变形、破坏。抗拉性能是TSL865材料的优势特征,但其受水灰比的影响规律与作用机制目前尚不清晰。为此,本研究开展两方面的工作:(1)通过开展宏观拉伸试验,分析水灰比对TSL865试样应力-应变曲线特征、抗拉强度和抗拉韧性等力学性质的影响规律;(2)通过开展微观孔隙结构试验,分析水灰比对TSL865试样微观孔径分布、比表面积等几何性质的影响规律;计算不同水灰比下TSL865试样的孔径分形维数,从试样微观孔径结构分布特征角度,解译水灰比对TSL865试样抗拉性能的影响机制,并获取最佳水灰比。研究结果表明:TSL865试样的应力-应变曲线可以分为弹-塑-延-脆四个阶段,且柔性特征显著;TSL865试样抗拉性能较好的原因是其2~10 nm的无害孔占比较大;水灰比与试样的抗拉强度、孔径分形维数呈负相关关系,通过调节水灰比来改变TSL试样的微观孔隙结构,从而影响TSL试样的抗拉性能,其最优的水灰比为1∶2。研究成果有助于全面了解TSL865材料的抗拉性能与宏细观破断机制。