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TBM预制管片混凝土配合比设计与蒸养工艺优化

12 水利水电工程设计 DWRHE 2006年第25卷第2期

TBM预制管片混凝土配合比设计

与蒸养工艺优化

许颜军 欧 菁 樊君梅 胡新丽

摘 要 通过掺入优质粉煤灰,提高了混凝土的耐腐蚀能力,并有效抑制了骨料的碱活性;利用正交设计对混凝土蒸养工艺的主要参数进行了优化,为施工和质量控制提供了依据。关键词 预制管片混凝土 蒸养工艺 骨料碱活性 TBM

中图分类号 TV431  文献标识码 A  文章编号 100726980(2006)0220012204

  我国西北地区某隧洞工程拟采用TBM法施工

方案,为解决工期紧和工程量大的矛盾,混凝土预制管片的生产拟采用蒸气养护方式,加快供应以满足工程进度的需要。一般来说,混凝土经蒸气养护后,早期强度将显著提高,的效果;但随着早期强度的提高,也明显降低。等级为F200,-含有一定浓度的SOBM施工段可能穿过煤4,且T

系地层,普通混凝土面临侵蚀的危险;再者工程附近骨料普遍存在碱活性,混凝土可能发生碱骨料反应。为解决以上问题,在混凝土掺入了15%~20%的粉煤灰,高侵蚀地段混凝土另掺入2%的防腐蚀剂,不但抑制了骨料的碱活性,还提高了混凝土的防腐蚀能力。同时对混凝土蒸汽养护过程中的几个主要因素(如静停时间和蒸养时间等)进行了系统研究,优化了混凝土蒸汽养护工艺,在满足混凝土各项指标的同时,缩短了预制管片的生产周期,保证了工程的顺利施工。

1 试验用原材料和混凝土设计

111 试验用原材料

(1)水泥:试验选用南岗普通4215硅酸盐水泥和

含气量在4%~6%之间;防腐蚀剂为SRA-1,掺量为2%,配合15%~20%,可L的硫酸盐侵蚀C40F200W8,混凝土强度保证率P=95%(概率度系数t=11645),Cv=0112。按公式f配=f设/(1-tCv)计算,C40混凝土配制强度为4918MPa。根据强度及耐久性要求,混凝土水灰比选择0130,粉煤灰掺量选15%~20%,在满足和易性的条件下,对混凝土进行试拌调整,其配合比及抗压强度结果列于表1。

从表1可以看出:①在水灰比为013、粉煤灰掺量为15%~25%的情况下,南岗水泥、塔斯水泥混凝土28d的抗压强度分别达到50MPa和55MPa,均可满足C40混凝土的配制强度,且石子种类对混凝土强度的影响不明显。②在水灰比为013、粉煤灰掺量为25%、掺入2%的SRA-1防腐蚀剂的情况下,塔斯水泥混凝土28d的抗压强度达到5219MPa,可满足煤系地层段C40混凝土的配制强度

TBM预制管片混凝土配合比设计与蒸养工艺优化

。③在静停时间5h、蒸养时间3h的工艺下,蒸养混凝土与标养混凝土相比,1d强度得到大幅提高,28d强度相当。2 混凝土抗裂性能

塔斯普通4215硅酸盐水泥,二者均为低碱水泥。

(2)粉煤灰:玛纳斯电厂生产的一级粉煤灰。(3)砂石骨料:试验采用39#冲沟料厂的天然河砂,C3和39#冲沟料厂的卵石。河砂的细度模数为311。

(4)外加剂:减水剂采用FDN,其掺量为0175%;引气剂采用KDSF,其掺量以控制混凝土

混凝土抗裂性能主要包括静力抗压弹性模量、

轴拉强度、极限拉伸值和干缩率等;为了解蒸汽养护对混凝土抗裂性能的影响,进行了标养混凝土和蒸养混凝土对比试验,试验结果列于表2。

由表2可以看出:①标养混凝土静力抗压弹性

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