免蒸养高抗渗耐久性盾构隧道管片混凝土配合比研究

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发布时间：2021-10-09

资料介绍

利用自主研发的混凝土安全性专家系统对武汉地铁隧道管片混凝土的耐久性进行设计，确定了配制免蒸养高抗渗耐久性盾构
隧道管片混凝土的配合比设计原则；采用密实堆积设计法来设计管片混凝土，配制出了强度达到 C50、抗渗等级达到 P18，氯离子扩散系
数为 6．9x10～13m2／s，28 d干缩值 1．9x10 ，90 d干缩值 2 2x10-4制备的免蒸养高抗渗耐久性盾构隧道管片混凝土，满足管片设计要求。
关键词：高强度；高抗渗；免蒸养；混凝土；安全性专家系统
中图分类号： TU528．062 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2010)02—0114—03
Research Off the m ix design principles of the high strength and high anti-perm eability of the segment concrete
D Qing4un．CHENKai．JIANG Hal—rain
(School ofMaterial Science，W uhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China)
Abstract： The durability of W uhan subway tunnel segm ent concrete was designed by the concrete durability expert system ，ientified the raw
materials selection and mix design principles of the high strength and high anti-permeability of the segment concrete；the hi曲一s~ength segm ent
concrete was designed by the dense proportion design．The high anti—permeability of the autoclaving·free shield tunnel subway segm ent concrete
was prepared．the perform ance of concrete：the strength cad reach the requirement of C50，th e impermeability is P 18，service life up to 100
years—free，chlorine ion diffusion coe~ cient is 6．9xlO一”m2／s，28 d drying shrinkage value is 1．9~10 ，90 d drying shrinkage values is 2．2x10 all
carl meet the design requirements ofsegm ent concrete．
Key w ords： high strength；high anti—permeability ；autoclaving—flee；concrete；durability expea system
0 引言 1 盾构隧道管片混凝土优化设计
为缓解城市发展的迫切需要，我国越江跨海隧道和城市轨
道交通正进行大规模建设。目前地下隧道施工多采用盾构法，以
替代原来落后的开槽明挖或浅埋暗挖等劳动密集型施工方法。
在盾构隧道中，管片是最重要和最关键的结构构件，管片性能的
优劣对盾构隧道工程质量和服役寿命具有决定性的影响。
目前国内大部分混凝土管片都蒸汽养护，利用蒸汽的热湿
作用来加热混凝土并加速混凝土的硬化过程，提高混凝土早期
强度，使管片混凝土迅速达到起吊脱模强度，加快模具周转，提
高管片生产效率[I1。但是蒸汽养护在提高了混凝土早期硬化速
度的前提下，也会对混凝土产生一定的负面影响。
本研究利用自主研发的混凝土安全性专家系统，根据武
汉地铁隧道的具体特点对管片混凝土进行耐久性设计，确定
配制高抗渗耐久性免蒸养盾构隧道管片混凝土的原料选择
与配合比设计原则；采用密实堆积设计法来设计免蒸养管片
混凝土，配制出了强度达到 C50、抗渗等级达到 P18的免蒸
养高抗渗耐久性盾构隧道管片混凝土，对混凝土的抗渗性能
和体积稳定性能进行了检测，氯离子扩散系数为 6．9x10 rn2／s，
28 d干缩值 1．9x10一，90 d干缩值 2．2x10～，均满足管片设计
要求。
收稿日期：2009-09—16
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1．1 原材料
(1)水泥：华新 P·O 42．5级水泥；
(2)砂：巴河河砂，细度模数 2．8，含泥量小于 0．8％，泥块含
量小于 0．5％；
(3)碎石：5～25 mm连续级配石灰石碎石，压碎值 5．7％，针
片状含量 6．9％；
(4)粉煤灰：选用 I级粉煤灰，需水量比 90％；
(5)聚羧酸：上海三瑞 vI、7ID一500A早强聚羧酸减水剂，含
气量：2％，减水率：28％～30％；
1．2 混凝土安全性专家系统
本研究采用由武汉理工大学胡曙光教授自主研发的混凝土
安全J生专家系统确定混凝土的原材料选择以及配合比计算，混凝
土安全 f生专家系统是以混凝土安全性为设汁核心，涵盖混凝土碱集
料反应、冻融性、钢筋锈蚀、硫酸盐侵蚀这 4个重要且复杂的混凝
土安全性影响因素及其交互作用，结合混凝土实用技术而形成的
一个从混凝土原材料选择、配合比计算、试配调整、施工设计、质量
控制以及耐久性性能评估的综合性混凝土安全性专家系统l吗。将隧
道工程设计指标：①强度等级：C50；②收光抹面时间为 2h左右，
10～12 h强度达到 15 MPa，7 d强度达到设计强度 90％；③徐变系