地铁隧道混凝土管片蒸汽养护恒温期研究

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发布时间：2021-09-10

资料介绍

地铁隧道混凝土管片蒸汽养护恒温期研究
黄绪泉。，彭艳周，杨雄利
(1．三峡大学水利与环境学院，湖北宜昌443002；2．三峡大学土木与建筑学院，湖北宜昌443002；
3．中铁十八局集团有限公司，天津300222)
摘要：蒸汽养护制度是生产高品质地铁混凝土管片的关键，而恒温期是管片混凝土强度增长的重要阶
段，其具体参数的优选至关重要。本文在前期预养期优化参数的基础上，通过对水泥混凝土水化产物的
组成和实际蒸汽养护情况的分析，在混凝土管片试生产中采用分别固定恒温时间和恒温温度，变动其他
参数的方法，研究不同养护制度下恒温时间和恒温温度对混凝土管片强度、残余变形、抗渗和裂缝情况
的影响，并最终确定混凝土管片蒸汽养护制度恒温期的具体参数，为混凝土管片蒸汽养护提供技术
支持。
关键词：混凝土管片蒸汽养护恒温期恒温温度恒温时间
中图分类号：TU528．064；TU528．062 文献标识码：B DOI：10．3969／j．issn．1003—1995．2013．11．22
盾构技术具有对环境影响小、施工自动化程度高、
施工速度较快、劳动强度低等诸多优势，因而被地铁隧
道施工建设广泛使用。但是盾构施工精度要求高，尤
其是采用盾构法施：[时隧道结构的主要组成部分地铁
混凝土管片，其性能和精度直接影响到后期的管片拼
装精度、隧道的防水防漏性能和整个隧道的安全程度。
天津地铁2号、3号线建设需12 500环管片，管片
设计强度等级C50，抗渗等级P10。按照业主工期要
求，采用钢模预制和蒸汽养护混凝土管片，要求蒸汽养
护时间不超过8 h，蒸汽养护后混凝土管片表面无裂
纹，脱模强度不小于20 MPa，宽度残余变形≤0．2 mm、
弧弦长残余变形≤0．7 mm。同条件养护试件(以下简
称同条件试件)21 d时抗压强度达到强度等级C50，抗
渗等级达到PIO。因此，最佳的蒸汽养护制度成为管
片预制的关键。而在蒸汽养护制度中预养期、升温期、
恒温期和降温期4个阶段中，恒温期是混凝土强度的
主要增长阶段，恒温期温度和时间决定了混凝土强度
(文中强度均指抗压强度)及其他物理力学性能。钢
模和混凝土热膨胀系数差别较大，混凝土恒温温度高，
而实际蒸养时为加快模板周转，会直接降温，导致混凝
土管片产生表面裂纹。水泥水化初期产物主要是水化
硅酸钙凝胶和起骨架作用的钙矾石晶体，管片蒸养中
恒温温度超过70 时，具有膨胀性的钙矾石会部分分
收稿日期：2013—03—06；修回日期：2013．04-25
基金项目：三峡大学人才科研启动基金项目(KJ2012B029)
作者简介：黄绪泉(1975一)，男，湖北荆门人，副教授，博士。
解，造成内部结构破坏而导致混凝土管片开裂。
因此，必须根据现场原材料和场地情况，进行现场混凝
土管片试生产，探讨蒸汽养护制度中恒温温度和恒温
时间对混凝土管片的影响，为混凝土管片大面积生产
做准备。
1 原材料及配合比
1．1 原材料
天津振兴P．O42．5水泥；福建闽江中粗砂，细度
模数2．5～3．1；河北蓟县5～25 mm连续级配碎石；天
津大港电厂Ⅱ级粉煤灰，烧失量7％，需水比103％；天
津鑫永强外加剂厂SP401高效减水剂，减水率20％。
1．2 管片混凝土配合比
水泥：水：砂：碎石：粉煤灰：减水剂=390：147：
670：1 244：80：10。坍落度控制在(40 4-20)mm。
2 蒸汽养护试验方案
2．1 养护罩和热电偶设置
采用2 t蒸汽锅炉提供蒸汽。在蒸汽养护罩中养
护(图1)，养护罩长4．3 m、宽2．1 m、高1．6 m，由角钢
骨架上蒙双层帆布制成，帆布问夹5 mm石棉保温层。
蒸汽养护罩与混凝土管片表面之间的间距为20 cm，
保证罩内水蒸汽充分对流，在混凝土管片上覆盖一层
0．3 mm厚塑料膜，避免水蒸汽与混凝土管片表面直接
接触。采用预埋在管片中部的铜一康铜热电偶测量混
凝土管片内部温度随蒸汽养护恒温温度的变化。