一種偏高嶺土免蒸養(yǎng)耐久混凝土及管片施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高性能的偏高嶺土免蒸養(yǎng)耐久混凝土及管片施工方法，偏高嶺土免蒸養(yǎng)耐久混凝土其特征在于：包括以下重量份的各組分：硅酸鹽水泥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(fā)明的施工方法可以制得設(shè)計(jì)尺寸形狀的混凝土管片，具有工作性能良好、無需蒸養(yǎng)實(shí)現(xiàn)模具快速周轉(zhuǎn)、能耗低、早期和中后期力學(xué)性能高、耐久性優(yōu)良、體積穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。
【專利說明】一種偏高嶺土免蒸養(yǎng)耐久混凝土及管片施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及盾構(gòu)隧道管片混凝土【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地指一種偏高嶺土免蒸養(yǎng)耐久混凝土及管片施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市建設(shè)規(guī)模的不斷發(fā)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(chǔ)設(shè)施工程的建設(shè)，混凝土預(yù)制盾構(gòu)管片被廣泛地應(yīng)用于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(gòu)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(qiáng)度達(dá)到15MPa及20MPa以上，而普通管片混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到15MPa以上至少需24h，這限制了鋼模的周轉(zhuǎn)。鋼模具價格較高，而管片生產(chǎn)任務(wù)普遍較緊張，配備多條生產(chǎn)線等待鋼模周轉(zhuǎn)往往給管片生產(chǎn)企業(yè)帶來沉重負(fù)擔(dān)，因此，目前大多數(shù)管片生產(chǎn)企業(yè)選擇蒸養(yǎng)的方式加快管片混凝土的水化，以使得管片混凝土成型IOh后脫模強(qiáng)度即達(dá)到15MPa以上，從而加快鋼模周轉(zhuǎn)，節(jié)省投資，提高生產(chǎn)效益。但研究表明，蒸養(yǎng)不僅能耗大，對混凝土后期強(qiáng)度、耐久性及裂縫的控制均不利，如蒸養(yǎng)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(yǎng)后強(qiáng)度仍無法滿足要求從而對工程結(jié)構(gòu)安全留下較大隱患，影響了盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)的安全性。[0004]同時，盾構(gòu)混凝土管片埋設(shè)于地下，使用中不可更換，承受較大的荷載作用，往往服役環(huán)境中包含氯鹽、化學(xué)腐蝕及碳化等因素，這對管片混凝土的力學(xué)性能、耐久性能提出了比普通混凝土更高的技術(shù)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是要解決上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種免蒸養(yǎng)、高耐久性的新型混凝土。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種偏高嶺土免蒸養(yǎng)耐久混凝土，其特征在于包括以下重量份的各組分:硅酸鹽水泥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(yōu)選的，包括以下重量份的各組分:硅酸鹽水泥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(yōu)選的，硅酸鹽水泥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(jìn)一步的，所述偏高嶺土比表面積≥2200m2/kgo
[0010]進(jìn)一步的，所述硅酸鹽水泥為P.0.42.5型、比表面積為300m2/kg~400m2/kg。
[0011]進(jìn)一步的，所述粉煤灰細(xì)度≤12%，燒失量≤5%。[0012]進(jìn)一步的，所述天然砂為河砂或湖砂，所述天然砂細(xì)度模數(shù)為2.4~2.9。
[0013]進(jìn)一步的，所述碎石為5mm~25mm連續(xù)級配碎石，碎石的針片狀含量≤10%,含泥
量≤1%。
[0014]進(jìn)一步的，所述聚羧酸減水劑減水率> 25%。
[0015]本發(fā)明還提供一種偏高嶺土免蒸養(yǎng)耐久混凝土的管片施工方法，其特征在于它包含以下步驟:
[0016]1)稱取以下重量份的各組分:硅酸鹽水泥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，將普通硅酸鹽水泥、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組分置于混凝土攪拌機(jī)中，再將B組分加入攪拌機(jī)中，開啟混凝土攪拌機(jī)攪拌混合10秒后，再將C組分加入攪拌機(jī)中，A、B和C組分再一起攪拌90~150秒停止；
[0019]4)將依據(jù)設(shè)計(jì)尺寸精確制作的鋼筋籠放入模具中，將3)中制得的混凝土分兩層進(jìn)行布料:先布設(shè)第一層，第一層厚度比設(shè)計(jì)厚度小，布料同時進(jìn)行振搗，振搗密實(shí)后布設(shè)第二層至設(shè)計(jì)厚度，第二 層布料時繼續(xù)振搗密實(shí)；
[0020]5)布料完成后進(jìn)行外弧面抹面，平整后靜停放置；
[0021]6)靜停1Oh后使用真空吸盤脫模，水養(yǎng)7天~14天，制得偏高嶺土免蒸養(yǎng)耐久混凝土管片。
[0022]本發(fā)明的免蒸養(yǎng)耐久混凝土采用了偏高嶺土，偏高嶺土是一種高活性礦物摻合料，是超細(xì)高嶺土經(jīng)過低溫煅燒而形成的無定型硅酸鋁，具有很高的火山灰活性，它對混凝土性能，尤其是強(qiáng)度和耐久性具有較強(qiáng)的優(yōu)化效應(yīng)。本發(fā)明的偏高嶺土免蒸養(yǎng)耐久混凝土使用偏高嶺土做為膠凝材料組分之一配制管片混凝土，一方面可提高混凝土的力學(xué)性能、耐久性能及抗裂性能，另一方面可通過較高的早期強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)免蒸養(yǎng)條件下的管片混凝土配制，提高管片模具周轉(zhuǎn)效率，節(jié)省場地和投資，無需蒸養(yǎng)，降低能耗，提高軌道交通工程、隧道工程的混凝土質(zhì)量和安全性。
[0023]本發(fā)明的偏高嶺土免蒸養(yǎng)耐久混凝土無需蒸養(yǎng)，并具有實(shí)現(xiàn)模具快速周轉(zhuǎn)，早期和中后期力學(xué)性能高、耐久性優(yōu)良、體積穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。在混凝土性能和技術(shù)指標(biāo)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(yǎng)、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(jìn)和盾構(gòu)管片混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和質(zhì)量。
[0024]利用本發(fā)明的施工方法可以制得設(shè)計(jì)尺寸形狀的混凝土管片，具有工作性能良好、無需蒸養(yǎng)實(shí)現(xiàn)模具快速周轉(zhuǎn)、能耗低、早期和中后期力學(xué)性能高、耐久性優(yōu)良、體積穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0026]實(shí)施例1-3
[0027]I)按原料組分的重量配比，分別稱取相應(yīng)重量份的硅酸鹽水泥、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，將普通硅酸鹽水泥、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組分置于混凝土攪拌機(jī)中，再將B組分加入攪拌機(jī)中，開啟混凝土攪拌機(jī)攪拌混合10秒后，再將C組分加入攪拌機(jī)中，A、B和C組分再一起攪拌90~150秒停止；
[0030]4)將依據(jù)設(shè)計(jì)尺寸精確制作的鋼筋籠放入模具中，將3)中制得的混凝土分兩層進(jìn)行布料:先布設(shè)第一層，布料同時進(jìn)行振搗，振搗密實(shí)后布設(shè)第二層至設(shè)計(jì)厚度，第二層布料時繼續(xù)振搗密實(shí)；
[0031]5)布料完成后進(jìn)行外弧面抹面，平整后靜停放置；
[0032]6)靜停IOh后使用真空吸盤脫模，水養(yǎng)7天~14天，制得偏高嶺土免蒸養(yǎng)耐久混凝土管片。
[0033]實(shí)施例1-3中原料組分的重量配比如表1所示，并增設(shè)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(shí)施例1-3和對比例1-3各組分組成
[0035]
【權(quán)利要求】
1.一種偏高嶺土免蒸養(yǎng)耐久混凝土，其特征在于包括以下重量份的各組分:硅酸鹽水泥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(quán)利要求1所述的偏高嶺土免蒸養(yǎng)耐久混凝土，其特征在于包括以下重量份的各組分:硅酸鹽水泥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(quán)利要求1或2所述的偏高嶺土免蒸養(yǎng)耐久混凝土，其特征在于包括以下重量份的各組分:硅酸鹽水泥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(jù)權(quán)利要求1所述的偏高嶺土免蒸養(yǎng)耐久混凝土，其特征在于:所述偏高嶺土比表面積≥ 2200m2/kgo
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏高嶺土免蒸養(yǎng)耐久混凝土，其特征在于，所述硅酸鹽水泥為 P.0.42.5 型、比表面積 300m2/kg ~400m2/kg。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏高嶺土免蒸養(yǎng)耐久管片混凝土，其特征在于，所述粉煤灰細(xì)度≤12%，燒失量≤5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏高嶺土免蒸養(yǎng)耐久混凝土，其特征在于:所述天然砂為河砂或湖砂，所述天然砂細(xì)度模數(shù)為2.4~2.9。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏高嶺土免蒸養(yǎng)耐久混凝土，其特征在于:所述碎石為5mm~25mm連續(xù)級配碎石，碎石的針片狀含量< 10%，含泥量< I %。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏高嶺土免蒸養(yǎng)耐久混凝土，其特征在于:所述聚羧酸減水劑減水率≥25%。
10.如權(quán)利要求1所述的偏高嶺土免蒸養(yǎng)耐久混凝土的管片施工方法，其特征在于它包含以下步驟: 1)稱取以下重量份的各組分:硅酸鹽水泥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，將普通硅酸鹽水泥、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組分置于混凝土攪拌機(jī)中，再將B組分加入攪拌機(jī)中，開啟混凝土攪拌機(jī)攪拌混合10秒后，再將C組分加入攪拌機(jī)中，A、B和C組分再一起攪拌90~150秒停止； 4)將依據(jù)設(shè)計(jì)尺寸精確制作的鋼筋籠放入模具中，將3)中制得的混凝土分兩層進(jìn)行布料:先布設(shè)第一層，布料同時進(jìn)行振搗，振搗密實(shí)后布設(shè)第二層至設(shè)計(jì)厚度，第二層布料時繼續(xù)振搗密實(shí)； 5)布料完成后進(jìn)行外弧面抹面，平整后靜停放置； 6)靜停IOh后使用真空吸盤脫模，水養(yǎng)7天~14天，制得偏高嶺土免蒸養(yǎng)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(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】張鴻, 屠柳青, 秦明強(qiáng), 占文, 徐文冰, 劉松, 李進(jìn)輝, 李遵云, 葉志坤 申請人:中交武漢港灣工程設(shè)計(jì)研究院有限公司, 中交第二航務(wù)工程局有限公司