地铁隧道管片蒸养混凝土耐久性试验研究

资料大小：250KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-09-10

资料介绍

地铁隧道管片蒸养混凝土耐久性试验研究
张勇1I2。周华新11 ，崔巩“ ，刘建忠1,2
(1．江苏省建筑科学研究院，江苏南京210008；2．江苏博特新材料有限公司，江苏南京210008)
摘要：采用最紧密堆积理论进行地铁隧道管片混凝土配合比设计，并对地铁隧道管片混凝土抗冻性能、抗氯离子腐蚀及抗碳化性能等
耐久性能进行了试验研究。试验结果表明：蒸汽养护过程虽然能加速混凝土的硬化，但是会降低混凝土的抗碳化性能、抗冻性能及抗氯离
子腐蚀能力；掺入矿物掺合料对蒸养混凝土的抗氧离子侵蚀性能具有明显的改善作用，矿碴与粉煤灰双掺时效果更为明显。
关键词：隧道管片；蒸汽养护；混凝土；矿物掺合料；耐久性
中图分类号： TU528．064 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2010)07一Ol19—03
Study on the durability properties of steam-cured concrete for subway tunnel segment
Z[L~ G Yong 一，ZHOUHua-xin1,2 CU／Gong1,2 LIUJian-zhong ’
(1．JiangsuInstituteofBuilding ScienceCo．，Ltd．，Nanjing210008，China；2．JiangsuBoteNewmaterialsCo．，Ltd．，Nanj『ing 210008，China)
Abstract： Inthispaper，thetheoryofthemost compacthasbeenappliedtodesignthemixpropo~ionoftheSteam—curedconcrete，andthedurabil—
ity(freezing—thawing，chloride ion difusion，carbonation，etc)ofSubway Tunnel Concrete Segment was systematic studied．The results show that
early application ofsteam curing can accelerate the formation ofettringite and the rate ofsgength development，but it tends to reduce the freeze thaw—
ing resistance and carbonation resistance and chloride ion difu sion resistan ce．M ineral admixtures Can improve the chloride perm eability resistance，
the chloride permeability resistance ofconcrete can be improved greatly through adding fly ash and fine slag dust witll reasonable proportion．
Key words： tunnel segment；steam curing；concrete；mineral admixtures；durability
0 引言
目前全国在建的地铁隧道大部分都采用盾构施工法施
工，在地铁盾构隧道施工中，管片是盾构法施工的结构衬砌主
体，对整个地铁隧道的质量和使用寿命起着关键作用[1]。在预
制管片生产过程中为了加快模具周转，混凝土养护一般都采用
蒸汽养护工艺，以加速水泥水化反应和内部微结构形成，促进
混凝土快速硬化，从而实现缩短混凝土模板周转期，提高制品
效率口1。
混凝土在蒸养过程中尤其是升温过程，其内部的气相和液
相受热膨胀，对混凝土内部结构产生应力作用，同时水、气要发
生转移可能造成混凝土中定向孑L隙，这些作用可能会降低管片
混凝土的力学性能和耐久性能。因此本文采用最紧密堆积理
论进行管片混凝土配合比设计，并对管片蒸养混凝土的力学性
能、抗碳化性能、抗冻性能及抗氯离子侵蚀性能等耐久性进行
了系统研究。
1 试验原材料及方法
1．1 原材料
水泥：P·II52．5R级水泥，28d抗压强度60．2MPa，其化学组成
见表1。砂：河砂，级配符合II区要求，细度模数为2．4。粗骨料：
5-25 mm连续级配碎石。粉煤灰：需水量比为96％，比表面积为
385 m2／kg。矿渣：需水量比为105％，比表面积为448．9 m2／kg。减
水剂：江苏博特新材料有限公司生产的普通型聚羧酸减水剂。
收稿日期：2010-03-05
表1 P·II 52．5R水泥化学组成％
垒! !! !鱼量鱼里量至鲨望
63．O2 29．71 6．9O 3_38 3．96 0．44 0．026 0．53 2．63 0．78
1．2 试验方法
混凝土拌合物性能按GB／T 50080--2002(普通混凝土拌合
物性能试验方法标准》进行；力学性能按GBJ 8l一85《普通混凝
土力学性能试验方法》进行；碳化试验和抗冻融试验分别参照
GBJ 82—85《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》中的
快速碳化和抗冻性能快冻试验方法；氯离子扩散系数测试参照
德国ibac．test所采用的RCM法，采用非稳态氯离子扩散系数来
评价混凝土的抗渗性能。
1．3 试件的制备及蒸养制度
混凝土由强制式搅拌机拌合，搅拌时间为2 min，试件振动
成型的时间为1 min。由于预养时间、升温速度、恒温时间和温度、
降温速度对胶凝材料水化和混凝土性能的影响比较复杂，蒸养
过程均采用统一的蒸养制度，蒸养制度为：2O℃预养4．0h，升温
时间2．0h，45℃恒温4．0h，降温时间2．0h，温度降至25℃。蒸
养完毕立即脱模，测量其抗压强度，24 h及28 d抗压强度测试为
蒸养结束后拆模标养至相应龄期。标养混凝土试件按标准条件
养护至相应龄期。
2 管片混凝土配合比设计
管片蒸养混凝土配合比设计采用最紧密堆积理论设计方