一種偏高嶺土免蒸養耐久混凝土及管片施工方法
2023-05-17 00:18:51 1
一種偏高嶺土免蒸養耐久混凝土及管片施工方法
【專利摘要】本發明公開了一種高性能的偏高嶺土免蒸養耐久混凝土及管片施工方法，偏高嶺土免蒸養耐久混凝土其特徵在於：包括以下重量份的各組分：矽酸鹽水泥100份、粉煤灰10～50份、偏高嶺土5～20份、天然砂180～280份、碎石300～370份、聚羧酸減水劑0.6～1.0份、拌和水37～45份。利用本發明的施工方法可以製得設計尺寸形狀的混凝土管片，具有工作性能良好、無需蒸養實現模具快速周轉、能耗低、早期和中後期力學性能高、耐久性優良、體積穩定性好的特點。
【專利說明】一種偏高嶺土免蒸養耐久混凝土及管片施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及盾構隧道管片混凝土【技術領域】，具體地指一種偏高嶺土免蒸養耐久混凝土及管片施工方法。
【背景技術】
[0002]隨著城市建設規模的不斷發展，各大城市已相繼開展軌道交通工程、地下隧道工程等重大城市基礎設施工程的建設，混凝土預製盾構管片被廣泛地應用於軌道交通工程和其他地下隧道工程中。
[0003]目前，軌道交通工程及其他地下隧道工程盾構管片普遍使用鋼模具，使用真空吸盤或吊裝脫模的方式分別要求脫模強度達到15MPa及20MPa以上，而普通管片混凝土抗壓強度達到15MPa以上至少需24h，這限制了鋼模的周轉。鋼模具價格較高，而管片生產任務普遍較緊張，配備多條生產線等待鋼模周轉往往給管片生產企業帶來沉重負擔，因此，目前大多數管片生產企業選擇蒸養的方式加快管片混凝土的水化，以使得管片混凝土成型IOh後脫模強度即達到15MPa以上，從而加快鋼模周轉，節省投資，提高生產效益。但研究表明，蒸養不僅能耗大，對混凝土後期強度、耐久性及裂縫的控制均不利，如蒸養條件下水泥及水泥與粉煤灰的膠凝材料加速水化使得管片混凝土水化熱溫升大，較容易開裂，混凝土抗氯離子滲透能力不足；且部分管片蒸養後強度仍無法滿足要求從而對工程結構安全留下較大隱患，影響了盾構管片結構的安全性。[0004]同時，盾構混凝土管片埋設於地下，使用中不可更換，承受較大的荷載作用，往往服役環境中包含氯鹽、化學腐蝕及碳化等因素，這對管片混凝土的力學性能、耐久性能提出了比普通混凝土更高的技術要求。
【發明內容】
[0005]本發明的目的就是要解決上述【背景技術】的不足，提供一種免蒸養、高耐久性的新型混凝土。
[0006]本發明的技術方案為:一種偏高嶺土免蒸養耐久混凝土，其特徵在於包括以下重量份的各組分:矽酸鹽水泥100份、粉煤灰10~50份、偏高嶺土 5~20份、天然砂180~280份、碎石300~370份、聚羧酸減水劑0.6~1.0份、拌和水37~45份。
[0007]優選的，包括以下重量份的各組分:矽酸鹽水泥100份、粉煤灰10-25份、偏高嶺土8~20份、天然砂200~260份、碎石320~360份、聚羧酸減水劑0.8~1.0份、拌和水40~42份。
[0008]優選的，矽酸鹽水泥100份、粉煤灰18份、偏高嶺土 9份、天然砂210份、碎石340份、聚羧酸減水劑0.8份、拌和水41份。
[0009]進一步的，所述偏高嶺土比表面積≥2200m2/kgo
[0010]進一步的，所述矽酸鹽水泥為P.0.42.5型、比表面積為300m2/kg~400m2/kg。
[0011]進一步的，所述粉煤灰細度≤12%，燒失量≤5%。[0012]進一步的，所述天然砂為河砂或湖砂，所述天然砂細度模數為2.4~2.9。
[0013]進一步的，所述碎石為5mm~25mm連續級配碎石，碎石的針片狀含量≤10%,含泥
量≤1%。
[0014]進一步的，所述聚羧酸減水劑減水率> 25%。
[0015]本發明還提供一種偏高嶺土免蒸養耐久混凝土的管片施工方法，其特徵在於它包含以下步驟:
[0016]1)稱取以下重量份的各組分:矽酸鹽水泥100份、粉煤灰10~50份、偏高嶺土5~20份、天然砂180~280份、碎石300~370份、聚羧酸減水劑0.6~1.0份、拌和水37~45份；
[0017]2)在15 °C~35 °C條件下，將天然砂和碎石混合為A組分，將普通矽酸鹽水泥、粉煤灰和偏高嶺土混合為B組分，將聚羧酸減水劑和自來水混合為C組分；
[0018]3)將A組分置於混凝土攪拌機中，再將B組分加入攪拌機中，開啟混凝土攪拌機攪拌混合10秒後，再將C組分加入攪拌機中，A、B和C組分再一起攪拌90~150秒停止；
[0019]4)將依據設計尺寸精確製作的鋼筋籠放入模具中，將3)中製得的混凝土分兩層進行布料:先布設第一層，第一層厚度比設計厚度小，布料同時進行振搗，振搗密實後布設第二層至設計厚度，第二 層布料時繼續振搗密實；
[0020]5)布料完成後進行外弧面抹面，平整後靜停放置；
[0021]6)靜停1Oh後使用真空吸盤脫模，水養7天~14天，製得偏高嶺土免蒸養耐久混凝土管片。
[0022]本發明的免蒸養耐久混凝土採用了偏高嶺土，偏高嶺土是一種高活性礦物摻合料，是超細高嶺土經過低溫煅燒而形成的無定型矽酸鋁，具有很高的火山灰活性，它對混凝土性能，尤其是強度和耐久性具有較強的優化效應。本發明的偏高嶺土免蒸養耐久混凝土使用偏高嶺土做為膠凝材料組分之一配製管片混凝土，一方面可提高混凝土的力學性能、耐久性能及抗裂性能，另一方面可通過較高的早期強度實現免蒸養條件下的管片混凝土配製，提高管片模具周轉效率，節省場地和投資，無需蒸養，降低能耗，提高軌道交通工程、隧道工程的混凝土質量和安全性。
[0023]本發明的偏高嶺土免蒸養耐久混凝土無需蒸養，並具有實現模具快速周轉，早期和中後期力學性能高、耐久性優良、體積穩定性好的優點。在混凝土性能和技術指標方面，與普通管片所用的混凝土接近甚至更高，克服了混凝土管片需蒸養、能耗高等弊端，保證了軌道交通及其他地下 隧道工程的順利施工推進和盾構管片混凝土結構的安全性和質量。
[0024]利用本發明的施工方法可以製得設計尺寸形狀的混凝土管片，具有工作性能良好、無需蒸養實現模具快速周轉、能耗低、早期和中後期力學性能高、耐久性優良、體積穩定性好的特點。
【具體實施方式】
[0025]下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0026]實施例1-3
[0027]I)按原料組分的重量配比，分別稱取相應重量份的矽酸鹽水泥、粉煤灰、偏高嶺土、天然砂、碎石、聚羧酸減水劑、拌和水備用；[0028]2)在15 °C~35 °C條件下，將天然砂和碎石混合為A組分，將普通矽酸鹽水泥、粉煤灰和偏高嶺土混合為B組分，將聚羧酸減水劑和自來水混合為C組分；
[0029]3)將A組分置於混凝土攪拌機中，再將B組分加入攪拌機中，開啟混凝土攪拌機攪拌混合10秒後，再將C組分加入攪拌機中，A、B和C組分再一起攪拌90~150秒停止；
[0030]4)將依據設計尺寸精確製作的鋼筋籠放入模具中，將3)中製得的混凝土分兩層進行布料:先布設第一層，布料同時進行振搗，振搗密實後布設第二層至設計厚度，第二層布料時繼續振搗密實；
[0031]5)布料完成後進行外弧面抹面，平整後靜停放置；
[0032]6)靜停IOh後使用真空吸盤脫模，水養7天~14天，製得偏高嶺土免蒸養耐久混凝土管片。
[0033]實施例1-3中原料組分的重量配比如表1所示，並增設低溫條件下拌合的混凝土和未加入偏高嶺土的混凝土作為對比例。
[0034]表1實施例1-3和對比例1-3各組分組成
[0035]
【權利要求】
1.一種偏高嶺土免蒸養耐久混凝土，其特徵在於包括以下重量份的各組分:矽酸鹽水泥100份、粉煤灰10~50份、偏高嶺土 5~20份、天然砂180~280份、碎石300~370份、聚羧酸減水劑0.6~1.0份、拌和水37~45份。
2.如權利要求1所述的偏高嶺土免蒸養耐久混凝土，其特徵在於包括以下重量份的各組分:矽酸鹽水泥100份、粉煤灰10-25份、偏高嶺土 8~20份、天然砂200~260份、碎石320~360份、聚羧酸減水劑0.8~1.0份、拌和水40~42份。
3.如權利要求1或2所述的偏高嶺土免蒸養耐久混凝土，其特徵在於包括以下重量份的各組分:矽酸鹽水泥100份、粉煤灰18份、偏高嶺土 9份、天然砂210份、碎石340份、聚羧酸減水劑0.8份、拌和水41份。
4.根據權利要求1所述的偏高嶺土免蒸養耐久混凝土，其特徵在於:所述偏高嶺土比表面積≥ 2200m2/kgo
5.根據權利要求1所述的偏高嶺土免蒸養耐久混凝土，其特徵在於，所述矽酸鹽水泥為 P.0.42.5 型、比表面積 300m2/kg ~400m2/kg。
6.根據權利要求1所述的偏高嶺土免蒸養耐久管片混凝土，其特徵在於，所述粉煤灰細度≤12%，燒失量≤5%。
7.根據權利要求1所述的偏高嶺土免蒸養耐久混凝土，其特徵在於:所述天然砂為河砂或湖砂，所述天然砂細度模數為2.4~2.9。
8.根據權利要求1所述的偏高嶺土免蒸養耐久混凝土，其特徵在於:所述碎石為5mm~25mm連續級配碎石，碎石的針片狀含量< 10%，含泥量< I %。
9.根據權利要求1所述的偏高嶺土免蒸養耐久混凝土，其特徵在於:所述聚羧酸減水劑減水率≥25%。
10.如權利要求1所述的偏高嶺土免蒸養耐久混凝土的管片施工方法，其特徵在於它包含以下步驟: 1)稱取以下重量份的各組分:矽酸鹽水泥100份、粉煤灰10~50份、偏高嶺土5~20份、天然砂180~280份、碎石300~370份、聚羧酸減水劑0.6~1.0份、拌和水37~45份； 2)在15°C~35°C條件下，將天然砂和碎石混合為A組分，將普通矽酸鹽水泥、粉煤灰和偏高嶺土混合為B組分，將聚羧酸減水劑和自來水混合為C組分； 3)將A組分置於混凝土攪拌機中，再將B組分加入攪拌機中，開啟混凝土攪拌機攪拌混合10秒後，再將C組分加入攪拌機中，A、B和C組分再一起攪拌90~150秒停止； 4)將依據設計尺寸精確製作的鋼筋籠放入模具中，將3)中製得的混凝土分兩層進行布料:先布設第一層，布料同時進行振搗，振搗密實後布設第二層至設計厚度，第二層布料時繼續振搗密實； 5)布料完成後進行外弧面抹面，平整後靜停放置； 6)靜停IOh後使用真空吸盤脫模，水養7天~14天，製得偏高嶺土免蒸養耐久混凝土管片。
【文檔編號】C04B28/04GK103951351SQ201410174076
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月28日 優先權日:2014年4月28日
【發明者】張鴻, 屠柳青, 秦明強, 佔文, 徐文冰, 劉松, 李進輝, 李遵雲, 葉志坤 申請人:中交武漢港灣工程設計研究院有限公司, 中交第二航務工程局有限公司