一种隧道二衬中的自密实清水混凝土制备方法技术

本发明专利技术公开了一种满足强度要求且可有效解决隧道二衬混凝土填充过程中容易出现蜂窝、麻面等不良问题的自密实清水混凝土(SCFFC)，所述SCFFC主要成分为：水泥、机制砂、碎石、粉煤灰、水及外加剂。其中，外加剂包括减水剂、消泡剂和引气剂。通过将上述材料按照不同比例试配，得到表观质量最好、服役性能最佳的隧道二衬C30混凝土材料。本发明专利技术所提供的SCFFC是一种将自密实混凝土和清水混凝土两种材料优势结合于一身的新型绿色混凝土。本发明专利技术的C30SCFFC其优点在于密实性、间隙通过性、流动性好，振捣少，易于施工；且混凝土拆模后其表面光滑、缺陷少、颜色均匀，减少后期修饰，可节约大量人力、物力，降低工程成本。降低工程成本。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道二衬中的自密实清水混凝土制备方法


[0001]本专利技术涉及一种隧道二衬中的自密实清水混凝土制备方法，属于混凝土材料


技术介绍

[0002]世界上随着基础交通的建设力度不断加大，使得高速公路、高速铁路的里程也随之快速增加。然而，交通路线穿越区将会面临大量的山地和丘陵，致使交通工程中桥隧占比极大。在隧道修建过程中，工程人员及相关的专家、学者们更多是将关注的重点放在隧道初期支护上，而对二次衬砌材料的服役性能及表观质量研究较少。
[0003]特别是在富水岩溶山区修建隧道过程中，隧道开挖后做好初期支护，但是由于该场区水量较大，普通混凝土衬砌结构非常容易受到破坏，出现严重的渗漏水情况，同时在大量水的包裹作用下水渗过混凝土，会带走混凝土中相关化学物质，然后析出大量晶体附着于衬砌表面，这必然会对其力学性能产生影响；再者，若采用普通混凝土作为隧道二衬，浇筑拆模后将极易出现蜂窝或麻面。为改善该二衬表观质量，就需利用二衬修饰台车对其进行“再处理”。这一过程不仅增加了施工工序、浪费大量资金，最重要的是对衬砌结构的整体受力效果产生不利影响。

技术实现思路

[0004]提供一种隧道二衬中的自密实清水混凝土制备方法，以克服现有材料供应不足问题。
[0005]本专利技术通过采用如下技术方案克服以上材料供应不足问题，具体为：
[0006]一种隧道二衬中的自密实清水混凝土，按重量份算：包括水泥35
‑
45份，沙子55
‑
65份，碎石90
‑
95份，粉煤灰5
‑
15份，水20
‑
25份；将上述材料混合胶棒后形成胶凝材料，并向胶凝材料中加入减水剂、消泡剂和引气剂。
[0007]作为本专利技术的进一步方案：所述减水剂重量份为胶凝材料的0.8％
‑
1.2％，所述消泡剂重量份为减水剂的0.01％
‑
0.1％，所述引气剂重量份为水泥的0.005％
‑
0.015％。
[0008]作为本专利技术的进一步方案：所述减水剂采用对混凝土自身颜色明度影响不大的聚羧酸减水剂，其固含量30％，减水率为35％。
[0009]作为本专利技术的进一步方案：所述水泥为采用同一批次的PO42.5级水泥；其物理化学指标中，密度为：3.09g
·
cm
‑
3，比表面积为：340m2
·
kg
‑
1，标准稠度用水量为：26.7％，初凝时间为：229mi n，终凝时间为：298mi n，3天、28天胶砂抗折强度分别为：5.7MPa、7.8MPa，3天、28天胶砂抗压强度分别为：23.6MPa、42.8MPa。
[0010]作为本专利技术的进一步方案：所述细骨料砂子采用同一批次的机制砂，细度模数为2.6，级配范围为I I区。
[0011]作为本专利技术的进一步方案：所述粗骨料碎石采用同一批次粒型较好并且极配合格的5mm～20mm的石子。
[0012]作为本专利技术的进一步方案：所述粉煤灰采用F类I I级粉煤灰，其性能指标中，细度为23.5％，烧失度为：5.2％，含水量为：0.2％，需水比为：84％。
[0013]作为本专利技术的进一步方案：将将水泥、机制砂、碎石、粉煤灰、水按所需配比进行混合搅拌形成凝胶材料，然后加入减水剂、消泡剂和引气剂；通过将消泡剂与引气剂进行复配，并按照先用消泡剂进行消泡，再通过加入引气剂进行引气的“先消后引”方式在混凝土拌制制作。
[0014]由于采用了上述方案，与现有技术相比，本专利技术提供的隧道二衬中自密实清水混凝土材料，依托现有隧道衬砌材料发展技术，并结合混凝土配制方法，设计了本专利技术的自密实清水混凝土，本专利技术的自密实清水混凝土配比独特，该混凝土结合了自密实混凝土和清水混凝土的优点，具有最好的表观质量和最佳的服役性能。在现有设备条件的基础上可实现快速制备和生产，制备过程简单、易于实现，与隧道二衬中使用普通混凝土对比后，该自密实清水混凝土工作效果表现出极优的使用性能，可为隧道工程中二衬服役性能和表观质量，甚至是建筑工程及混凝土领域做出重要贡献。
具体实施方式
[0015]为了便于理解本专利技术，下面对本专利技术进行更全面的描述。本实施例中给出了本专利技术的较佳实施方式。本专利技术可以以多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。
[0016]本专利技术实施例：提供的C30隧道二衬自密实清水混凝土，其表观质量及服役性能测试完全按照混凝土的相关试验规程开展，试验所采用的试件是将水泥、砂、石、粉煤灰、水与外加剂按照不同的组合比例拌合，共12种情况(如表1所示)。首先，对所述混凝土开展J环试验、坍落度试验，相关参数测定结束后，将其浇筑入制好的模具中制成边长为150mm
×
150mm
×
150mm的立方体试件，共计制备试件12组，每组6个，共72个。对其表观质量进行统计后，开展单轴抗压试验和抗剪试验，最终基于试验结果确定隧道二衬混凝土的最优配比，得到表观质量最好、服役性能最佳的隧道二衬C30混凝土材料。
[0017]表1 C30 SCFFC基础材料配合比
[0018][0019]上述表1可知，本实施例所述自密实清水混凝土的强度等级按照C30配制。水泥用
量为：372.94kg
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m
‑
3；机制砂用量801.86kg
·
m
‑
3；碎石用量867.20kg
·
m
‑
3；粉煤灰用量93.23kg
·
m
‑
3；水用量204.31kg
·
m
‑
3；减水剂用量为胶凝材料总质量的1.0％，消泡剂分别为减水剂用量的0.1
‰
、0.3
‰
、0.5
‰
、0.7
‰
，依次对应引气剂分别为水泥用量的0.05
‰
、0.10
‰
、0.15
‰
。所述混凝土配制共12种情况，分别对所述混凝土开展J环试验、坍落度试验，对其坍落扩展度、坍落度、扩展时间、J环扩展度及坍落扩展度与J环扩展度差值进行测定、统计。测定、统计结束后，将其浇筑入制好的模具中制成边长为150mm
×
150mm
×
150mm的立方体试件，共计制备试件12组，每组6个，共72个。
[0020]为得到自密实清水混凝土最好表观质量及最佳服役性能的配比，需对所述各配合比条件下C30自密实清水混凝土进行验证。
[0021]为验证自密实清水混凝土的和易性及间歇通过性等，对所述混凝土配制的12种情况分别对所述混凝土开展J环试验、坍落度试验，对其坍落扩展度、坍落度、扩展时间、J环扩展度及坍落扩展度与J环扩展度差值进行测定、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道二衬中的自密实清水混凝土，其特征在于按重量份算：包括水泥35
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45份，沙子55
‑
65份，碎石90
‑
95份，粉煤灰5
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15份，水20
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25份；将上述材料混合胶棒后形成胶凝材料，并向胶凝材料中加入减水剂、消泡剂和引气剂。2.根据权利要求1所述的一种隧道二衬中的自密实清水混凝土，其特征在于：所述减水剂重量份为胶凝材料的0.8％
‑
1.2％，所述消泡剂重量份为减水剂的0.01％
‑
0.1％，所述引气剂重量份为水泥的0.005％
‑
0.015％。3.根据权利要求2所述的一种隧道二衬中的自密实清水混凝土，其特征在于：所述减水剂采用对混凝土自身颜色明度影响不大的聚羧酸减水剂，其固含量30％，减水率为35％。4.根据权利要求1所述的一种隧道二衬中的自密实清水混凝土，其特征在于：所述水泥为采用同一批次的PO42.5级水泥；其物理化学指标中，密度为：3.09g
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cm
‑
3，比表面积为：340m2

【专利技术属性】
技术研发人员：陶铁军，谢财进，黄柯宇，田兴朝，杨科，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：