Cette étude a développé un mélange de béton projeté par voie humide incorporant un polymère superabsorbant (SAP) pour améliorer la résistance aux fuites d'eau et évaluer son applicabilité sur le terrain. En conséquence, le type et le dosage des SAP ont été sélectionnés pour maximiser l'auto-étanchéité tout en minimisant la perte de résistance à la compression. Le mélange de béton projeté SAP développé a été évalué par des tests en laboratoire de ses propriétés rhéologiques, de ses performances mécaniques et de son comportement au retrait. Par la suite, une mise en œuvre de béton projeté à grande échelle a été réalisée sur une structure de maquette de tunnel (3,0 m de largeur, 3,2 m de hauteur et 2,5 m de longueur) pour évaluer son applicabilité sur le terrain en termes de propriétés mécaniques et de résistance aux fuites d'eau. Les résultats des tests ont montré que l'incorporation de 1 % de SAP copolymère acrylamide-acide acrylique par poids de ciment entraînait une réduction des résistances mécaniques ; cependant, elle diminuait nettement les fuites d'eau de 68,3 %. De plus, le retrait était réduit, améliorant ainsi la résistance à la fissuration. Cependant, pendant la phase d'absorption d'eau du SAP, la contrainte d'écoulement statique, la contrainte d'écoulement dynamique et la viscosité plastique augmentaient, entraînant une diminution de la constructibilité. Inversement, lorsque l'eau absorbée était libérée par le SAP, cela retardait l'augmentation dépendante du temps de la contrainte d'écoulement dynamique et induisait un comportement de fluidification, ce qui améliorait partiellement les performances de mise en œuvre du béton projeté. Par conséquent, dans l'application du béton projeté incorporant des SAP, les changements rhéologiques dépendants du temps doivent être pris en compte lors de la sélection du type et du dosage de SAP, ainsi que lors de la détermination de la fenêtre de construction appropriée.

Les tunnels ont été largement construits pour améliorer l'efficacité de la mobilité humaine et du transport de matériaux en pénétrant des obstacles naturels, tels que les montagnes, les fonds marins et les massifs rocheux. Ils sont généralement excavés à l'aide de méthodes telles que le dynamitage, suivi de l'installation de revêtements pour assurer une résistance structurelle contre les forces externes pendant la construction et l'exploitation. Parmi les diverses techniques, la méthode du béton projeté est largement utilisée en raison de sa capacité à fournir un support immédiat et une grande constructibilité. Le béton projeté fait référence à une technique dans laquelle du béton fluide est projeté pneumatiquement à haute vitesse à travers une buse et adhère immédiatement à la surface d'excavation à l'aide d'un accélérateur de prise, permettant un développement rapide de la résistance. Dans les systèmes de revêtement en béton projeté, les fuites d'eau souterraine restent un problème critique qui peut compromettre de manière significative la stabilité et la durabilité du tunnel. Des fuites prolongées peuvent entraîner non seulement une dégradation fonctionnelle de la structure, mais aussi une défaillance catastrophique. Par conséquent, une série de stratégies, telles que l'application de membranes d'étanchéité et l'amélioration de l'imperméabilité par le contrôle des fissures, ont été étudiées et mises en œuvre pour résoudre les problèmes de fuites. Cependant, la demande de technologies plus efficaces et plus faciles à construire ne cesse de croître.