C50高性能管片混凝土配合比优化试验研究

• 作 者: 杜月垒
• 出 处: 兰州交通大学
• 发表日期: 2018年01期
• 关键词: 管片混凝土 配合比优化 水泥用量 抗压强度 掺和料

城市化进程的加快,城市交通压力不断加大,扩大了我国地下轨道交通的规模。在地铁盾构法施工过程中,管片是其主要的支护构件之一,管片性能的好坏直接影响着地铁隧道的工作性能及使用年限。目前,管片多以钢筋混凝土为主,为了保证混凝土的强度,实际生产时水泥用量多偏于保守,如何合理有效地降低混凝土配合比中水泥的用量,对于提高企业竞争力,有着重要现实意义。本文依托武汉轨道交通地铁29号线项目工程,以降低水泥用量为主要目的,针对现场所用原材料及生产要求,在生产用混凝土配合比的基础上,对其进行了系统的优化试验研究。(1)研究测定了各原材料的性能指标,对生产中较为常用的两种水泥及两种减水剂,进行了相容性试验研究,从中优选出相容性较好的一组用于试验研究,结果表明:奥维邦的减水剂与华新水泥相容性较好。(2)通过查阅文献并结合生产用配合比,设计了两组正交试验,其中,一组采用规范给定的基于鲍罗米公式的混凝土配合比计算方法,另一组采用基于紧密堆积理论的混凝土配合比设计方法。对试验结果进行评定时,控制指标以抗压强度为主,并保证拌合物的和易性,从每一组正交试验当中,各自优选出一组水泥用量较小基准的混凝土配合比。(3)对两种管片混凝土配合比设计方法进行了对比,结果表明,当所用原材料砂石级配较差时,通过基于紧密堆积理论混凝土配合比设计方法,对混凝土配合比进行调整,其强度相对较高。(4)通过将矿粉及粉煤灰以不同的比例等质量替代水泥掺入到基准混凝土配合比当中,对比矿物掺和料不同比例掺入时对于混凝土抗压强度的影响,并测定其抗渗性能、抗氯离子渗透性能等方面的性能指标,从中优选出一组最优的混凝土配合比,(5)将实验所得混凝土配合比与生产用配合比进行了各性能指标的对比,并对试验配合比进行了管片的检漏试验。研究结果表明,同目前生产厂家所用配合比相比,在满足强度要求的基础上,试验所得配合比具有更好抗渗性、抗氯离子渗透性能及更高的早期蒸养强度。在单方混凝土中,对于胶凝材料总用量及水泥用量均实现不同程度降低,其值分别为27kg和65kg。