kl800.com省心范文网

地铁盾构管片混凝土配合比的设计与应用


◎ 研究与应用

地铁盾构管片混凝土配合比的设计与应用
于 良 1,于红梅 2,闫 新 2,李景欢 3 ( 1. 辽宁兴荣昌地铁管片有限公司,辽宁 沈阳 110045;2. 沈阳兴北混凝土有限公司,辽宁 沈阳 110036; 3. 辽宁省建筑科学研究院,辽宁 沈阳 110005 )
[摘 要] 通过对原材料的合理选择,进行大量试验对配合比的确定,该配合比的特点是高强度,低水胶比,低砂 率,良好的工作性能,较短的管片生产周期,提高了生产速度和管片性能,为沈阳地铁的建设提供了优质 的管片。 [关键词] 地铁管片;混凝土配合比;蒸养混凝土 [中图分类号] TU528.062 [文献标识码] B [ 文章编号 1009-0142 ] (2009 05-0021-02 ) 和蒸养的时间,水泥宜采用早期强度较高的水泥,要求水泥 中的硅酸三钙含量较高,这样有利于混凝土中早期结构的形 成。 在为我集团供应水泥的多个厂家的 P.O42.5 或 P.O42.5R 中,我们从水泥的 3 d 和 28 d 的抗压强度平均值、凝结时 间、富余系数、方差等指标比较筛选后,我们选用了平均值 和富余系数较大、方差较小、3 d 强度较高的铁岭铁新 P. O42.5 水泥,该水泥的具体技术指标为初凝时间 105 min,终 凝时间为 165 min,3 d 平均强度为 25.1 MPa,28 d 平均强度 为 49.6 MPa。 3.2 掺合料 我公司采用的掺合料是粉煤灰,为提高混凝土的和易 性,降低水灰比,增加后期强度,对粉煤灰的具体要求是细 度小于 12%,需水量比不大于 95%,烧失量小于 5%,强度 活性指数大于 70%的Ⅰ级粉煤灰。 3.3 外加剂 由于管片在生产过程中要减少抹面时间和预养时间,缩 短蒸养时间,加快生产速度,这就要求外加剂具有早强和早 凝的性能,尤其是外加剂中不要有引气和缓凝的成分,这是 因为管片生产采用蒸养技术,如果发生缓凝现象,管片表面 就会有起鼓、酥松和气泡的现象发生,严重影响管片的质量 和外观。另外外加剂还要有较高的减水率和对水泥和掺合料 有良好的适应性,从以上几方面考虑,我们从多个厂家的多 种外加剂中进行了大量的试验,这些外加剂包括聚羧酸系、 萘系、密胺系等,最后我们选择了大连西卡外加剂厂生产的 聚羧酸系高浓高效减水剂。该减水剂具有低掺量 (掺量为 0.6% ),高的减水率,良好的早强性能,对水泥和粉煤灰有 良好的适应性,在生产过程中大大提高了管片质量和生产速 度。

1

工程概述
由沈阳张士开发区到黎明文化宫的地铁一号线是沈阳乃

至东北启动建设的第一条地下铁道工程。这条规划中的东西 交通地下大动脉,位于城区东西方向的主轴线上,横跨市内 五区,连接沈阳经济开发区、铁西工业区和沈阳站、太原街 商业区、中街商业区等客流集散地区,具有重要的战略地 位。地铁一号线全线拟设 18 座地下车站,西起沈阳经济技 术开发区的昆明湖街与沧海路交叉口的张士站,经黄海路、 南十路、中华路、十一纬路、中街、小东路、珠林路、和睦 路至终点黎明文化宫站。线路全长 22.156 km,途经站点分 别为张士站、沈新路站、黄海路站、洪湖北街站、重工街 站、卫工街站、保工街站、铁西广场站、云峰北街站、沈阳 站站、南京街站、南市站、青年大街站、怀远门站、中街 站、津桥路站、滂江街站和黎明文化宫站,平均站距 1 310 m。设车辆段和控制中心各一处,主变电所 2 座,设置 4 条 折返线。计划建设工期为 54 个月,工程总投资 94.8 亿元, 平均每公里造价 4.3 亿元。

2

管片简介与技术要求
每环管片外径 6 m,内径 5.4 m,由 6 片衬砌 ( 3A+2B+

C 组成,每环由 3 块标准块 ( 型 ) A ),2 块邻接块 ( B1、B2 型 和 1 块封顶块 ( 型 组成。每环宽度 1 200 mm。管片 ) C ) 混凝土设计强度等级为 C50,抗渗等级为 P10。

3
3.1

原材料的选择
水泥 由于管片的生产采用生产线蒸养的方式,为了缩短预养

[收稿日期] 2009-05-10

21

辽 宁 建 材 2009 年 第 5 期
3.4 砂石 由于管片混凝土属于高强混凝土,所以对砂石的要求有 严格的限制,对于砂分别在细度模数、级配、含泥量、泥块 含量上要严格限制,对于石分别在级配、含泥量、泥块含 量、针片状含量、压碎指标要严格限制,砂试验具体参数如 下,含泥量 1.6%,小于规定值的 3.0。泥块含量 0.4,小于 规定值的 1.0。石试验具体参数如下,含泥量 0.4,小于规定 值的 1.0。泥块含量 0.2,小于规定值的 0.5,针片 状含量 5.5,小于规定值的 15%,压碎指标值 8.4,小于规定值的 10。以上数据都能满足高强混凝土的要求。 另外,由于混凝土在浇筑过程中要求的坍落度很小,一 般控制在 70 mm 以下,而管片中又有很密的钢筋,这就要求 混凝土在受到振动后要有很好的流动性,才能使混凝土迅速 的填满整个模具,并且无蜂窝、无漏振,那么砂石的级配在 此时就非常重要,在试验过程中我们选用了细度模数较小的 Ⅱ区中砂,实测细度模数为 2.3,并且要求 0.315 mm 以下含 量在 25% ~30%之间,这样能够保证混凝土在受振时有很好 的流动性。对于石我们选用了 5~25 mm 的连续级配的碎石, 并且要求粒径 16 mm 以下颗粒达到总质量的 60%以上,这样 和细度模数较小的中砂搭配,能够实现骨料级配的整体连续 性,保证混凝土在很小的坍落度的情况下受振后有很好的流 动性。 3.5 水 饮用水。 量,增加了生产成本。在试验中我们最后确定了 0.33 的水灰 比。 4.3 砂率 砂率的选择不易过大,过大的砂率虽然会增加混凝土的 流动性,但会降低混凝土的强度,容易在管片浇筑面形成很 厚的砂浆层,降低混凝土表面抗拉强度,从而产生收缩裂 缝,在试验和生产中由于选用了细度模数较小的中砂和粒径 较小的碎石,这就要求砂率的选择一定不要过大,在试验中 分别对 35、32、29 的砂率进行的试验,发现砂率在 29 时仍 能保证混凝土有很好的流动性,在受振后能很快的填满整个 模具,并且无蜂窝和漏振,因为石子含量大,浇筑后分布均 匀,在浇筑后形成的砂浆层很小,有大量石子分布在浇筑 面,大大增加了混凝土表面的抗拉强度,降低了产生收缩裂 缝的可能性。 4.4 坍落度的控制 混凝土的坍落度不宜过大,坍落度过大虽然易于混凝土 的浇注,但会使混凝土浇筑面的灰浆层增厚,容易使混凝土 产生大的收缩沉降,在收缩的过程中受到钢筋的约束而使上 弧面产生裂缝,同时也因为早期抗拉强度低而产生收缩裂缝 和温度裂缝。坍落度也不宜过小,坍落度过小不宜混凝土的 振捣和浇注,容易在管片内部产生孔洞,造成不可见的缺 陷,在管片表面形成蜂窝和麻面,影响管片的质量和外观。 在实际生产中,把坍落度控制在 5~10 cm 是比较合适的。 4.5 配合比的确定 最终确定的配合比是水泥 400、粉煤灰 50、砂 537、石 1 315、水 148、外加剂 2.7 kg/m3。 试 验 强 度 为 7 d 46.5 MPa, 14 d 58.3 MPa, 28 d 67.9 MPa。分别占设计强度的 93%,117%,136%。其强度值、 胶凝材料用量、水灰比基本上符合鲍米罗公式的计算。

4
4.1

混凝土配合比的确定
胶凝材料总量及粉煤灰的掺量 在试验中我们首先把胶凝材料总量定在 450 kg/m3,粉煤

灰的掺量分别定为 30、50、70、80 kg/m3 进行了试验,其 28 d 强度均能达到设计强度的 125%以上,区别是当粉煤灰掺 量较大是会加长混凝土的初凝时间,影响混凝土管片的预养 和蒸养时间,那么我们根据管片生产线的生产速度选择了水 泥 400 kg/m ,粉煤灰 50 kg/m 的比例进行生产,而沈阳地处
3 3

5

配合比的应用和管片的性能
在工作性方面,实际生产中的混凝土保水性、粘聚性、

流动性均良好,易于浇注,表面无泌水,混凝土组成成分均 匀分布,管片成型后表面气泡少,无蜂窝麻面,无大的孔 洞,色泽亮白。 在强度方面,管片在 5 h 的蒸养后,经回弹测得管片出 窑强度均能达到 20 MPa 以上,完全满足起片,吊装,转运 的要求,24 h 强度达到 40 MPa 以上,14 d 强度均能达到设 计强度的 110%以上,28 d 强度均能达到设计强度的 130%以 上。 在抗渗方面,根据要求每 100 环进行一次检漏试验,其 渗水高度均小于 4 cm,均未超过管片厚度的 1/5,满足 《 地 下防水工程质量验收规范 GB50208-2002 的要求。▲ 》

北方,冬季温度低,生产车间也会受到气温的影响,这时我 们也选用了水泥 420 kg/m3,粉煤灰 30 kg/m3 的比例,以减少 混凝土的初凝时间,加快生产速度。 4.2 水灰比的确定 如果混凝土中水灰比过大,那么混凝土在凝结过程中由 于水分的损失而造成的体积收缩就越大,还有多余的拌合用 水就会滞留在管片与模具侧面之间,那么管片在蒸养的过程 就会在管片侧面留下气孔,影响管片的外观,同时过大的水 灰比还会延长管片的收面抹面时间和预养时间,降低生产速 度。大的水灰比也会降低混凝土的强度,增加胶凝材料的用

22


地铁盾构管片混凝土配合比的设计与应用.pdf

地铁盾构管片混凝土配合比的设计与应用 - ◎ 研究与应用 地铁盾构管片混凝土配合比的设计与应用 于良 1,于红梅 2,闫新 2,李景欢 3 ( 1. 辽宁兴荣昌地铁管片...

高性能地铁混凝土管片的配合比设计及性能研究.pdf

高性能地铁混凝土管片的配合比设计及性能研究 - 2013年第1期 1月CHINA 混凝土与水泥制品 CONCRETEANDCEMENTPRODUC 2叭3 No.1 Januar...

砼管片配合比设计.doc

南昌轨道交通工程地铁 1 号线 盾构管片制作工程管片混凝土配合比设计单 编制: 审核: 批准: 2010 年 8 月 2 日 管片混凝土配合比设计单配合比设计申请单位: ...

聚羧酸减水剂在地铁盾构管片混凝土中的应用_傅乐峰.pdf

聚羧酸减水剂在地铁盾构管片混凝土中的应用_傅乐峰_交通运输_工程科技_专业资料。...地铁盾构管片混凝土配合比的设计与应用 [J]. 辽宁建材,2009(5):21~22. [7...

南京地铁某工程盾构隧道预制砼管片配合比设计计算.doc

南京地铁某工程盾构隧道预制砼管片配合比设计计算 摘要: 本文以南京地铁某工程区间隧道为例,将所采用的盾构预制砼管片设 计标准、设计要求、使用环境、防水等级等...

盾构管片免蒸养混凝土配合比设计.doc

盾构管片免蒸养混凝土配合比设计 - 盾构管片免蒸养混凝土配合比设计 摘要:盾构管片是盾构施工的主要装配构件,是盾 构法隧道的永久衬砌结构。 我国大多数管片生产...

盾构管片高性能混凝土配合比设计_论文.pdf

盾构管片高性能混凝土配合比设计 - 盾构 管 片高性能 混凝土 配合 比设 计 雷玉锋 ( 中铁 十八局集 团第 四工 程有 限公 司, 天津 300350) 摘...

预制盾构管片混凝土的配制与应用.doc

预制盾构管片混凝土的配制与应用 - 预制盾构管片混凝土的配制与应用 [摘要]C50P10 预制盾构管片混凝土从原材料的优选,配合比的设计到满 足施工工艺要求,在工程使用...

盾构管片高性能混凝土配合比设计研究_论文.pdf

盾构管片高性能混凝土配合比设计研究 - 建 筑 技 术 开 发 建筑 材料 Bu

预制盾构管片混凝土配合比的优化及应用.pdf

科技推广与应用 预制盾构管片混凝土配合比的优化及应用 董献国一、 引言 预制...防水性能好、地表沉降小等优 点,是修建越河跨江隧道和城市地铁 的主要施工方法...

地铁盾构管片的配合比设计和性能研究_论文.pdf

地铁盾构管片的配合比设计和性能研究 - ■建 筑材 料 福建建设科技 2014.No.5 地铁盾构管片的配合 比设 计和性 能研 究 夏海斌 ( ...

高性能混凝土在福州轨道交通1号线盾构管片中的应用.pdf

盾构管片中的应用黄 欢( 福建省建筑科学研究院, 福建 福州 350028 )摘要: 论述了福州轨道交通工程盾构管片混凝土原材料技术要求、耐久性设计原则以及配合比设计思路...

预制盾构管片混凝土配合比的优化及应用_论文.pdf

预制盾构管片混凝土配合比的优化及应用 - 一、引言预制盾构是一种使用机械潜挖隧道

聚羧酸减水剂在地铁盾构管片混凝土中的应用_图文.pdf

聚羧酸减水剂在地铁盾构管片混凝土的应用 - 2009’全国商品混凝土技术与管理交流大会 山东?青岛 聚羧酸减水剂在地铁盾构管片混凝土的应用 傅乐峰1,-,邓最亮1,冯...

北京地铁五号线预制盾构管片的高性能混凝土研究_图文.pdf

(100年),地铁管片还会受到地下水的腐蚀, 北京地区地材又多属碱活性,如何设计...3.2预制盾构管片混凝土配合比的确定 在确定用于生产预制盾构管片混凝土的配合比 ...

预制盾构管片高性能混凝土的研究和应用.doc

预制盾构管片高性能混凝土的研究和应 用摘要:结合北京地铁预制盾构管片施工,对配制管片高 性能混凝土的原材料和配合比进行了优选。试验证明,必须 重视对水泥的选择,重...

地铁轨道工程混凝土质量管理规定.doc

地铁| 轨道|地铁轨道工程混凝土质量管理规定_建筑/土木_工程科技_专业资料。地铁...-4- (三)商品混凝土公司和盾构管片厂进行配合比的初步设计,并提交计算书。 ...

免蒸养高抗渗耐久性盾构隧道管片混凝土配合比研究_论文.pdf

免蒸养高抗渗耐久性盾构隧道管片混凝土配合比研究 - 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...

地铁盾构管片制作的质量控制_论文.pdf

为适应城市地铁的迅速发展、盾构法施工技术被广泛应用,使衬砌管片的应用数量越来...操 1 混凝土配合比的设计优化 地铁 盾构管 片制 作 中的质量 控 制涉及 ...

预制盾构管片高性能混凝土的研究和应用收费毕业论文.doc

预制盾构管片高性能混凝土的研究和应用收费毕业论文 - 预制盾构管片高性能混凝土的研究和应用 李小建 石家庄铁道大学四方学院,邮编 050227- 摘 要:结合北京地铁预制...