[发明专利]一种耐腐蚀地铁钢筋混凝土管片

说明书

技术领域

本发明涉及地铁盾构法施工技术领域，特别是一种耐腐蚀地铁钢筋混凝土管片。

背景技术

目前，公知的城市地铁大多数是采用盾构法掘进施工。盾构法施工是利用机械在地下钻取一个圆形空间，然后在盾构机械的尾部用钢筋混凝土管片拼装形成一个圆形空间，这个圆形空间就是地铁轨道的运行空间。

众所周知，地铁是公众建筑，安全高于一切，然而，由于地下结构是复杂性，地下土壤、水不可避免地会对地铁管片的结构寿命产生影响，特别是地下水中的Cl^-离子、SO₃^-2离子的长期侵蚀会使普通钢筋混凝土产生体积膨胀，从而失去结构强度。

从已经报道的国内外技术发展情况看，设计上一般对腐蚀地段采用提高混凝土强度等级，增大钢筋直径、使用防腐涂层钢筋、使用混凝土防腐剂、增大钢筋混凝土保护层厚度的办法解决耐久性的问题。

实验证明，这些方法不能从根本上解决混凝土遭受侵蚀的问题，延长管片的耐久性需要从材料抗腐蚀的能力上做起。

虽然，在本领域中，硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、石膏三元体系复合胶凝材料的试验研究为干混快凝水泥砂浆提供了一种实现方法。但是，由于硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥复合后凝聚时间较快，加入石膏后会形成大量的钙矾石使混凝土体积产生微膨胀，从而降低了其早期强度。

发明内容

本发明的发明目的在于，针对上述存在的问题，提供一种防腐性能佳、耐久性好的地铁钢筋混凝土管片。

本发明提供的耐腐蚀地铁钢筋混凝土管片,具有这样的技术特征，由钢筋骨架和耐腐蚀混凝土组成，其外形由设计单位确定，产品通过模注加工成型。

此外，在本发明提供的耐腐蚀地铁钢筋混凝土管片中,钢筋骨架由国标螺纹钢筋加工，外层采用涂环氧树脂、热塑性树脂或镀锌的工艺，以此来提高钢筋的耐腐蚀能力。根据环境条件，也可以不采用涂层钢筋；

上述加工的具体工艺要求为：对国标螺纹钢筋进行预先防腐蚀涂层加工，弯制节点进行防腐补漏，骨架绑扎完毕按排进行电阻检测，再进行绝缘处理的生产工艺。

另外，在本发明提供的耐腐蚀地铁钢筋混凝土管片中,耐腐蚀混凝土由复合水泥、活性掺合材料、缓凝剂、天然砂、碎石、减水剂和水组成。

其中，复合水泥与活性掺合材料组成胶凝材料；

地铁钢筋混凝土管片中复合水泥的掺加量为380kg/m³-500kg/m³，一般其总量不超过480kg/m³，优选为380kg/m³-410kg/m^3.；

此外，活性胶凝材料的掺加量为胶凝材料总量的5%-10%，优选为8%，其水胶比不大于0.30。

在本发明中，为进一步提高管片的耐腐蚀性能，所采用的复合水泥由硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥组成。其配合比中普通硅酸盐水泥掺加量为90%-95%，硫铝酸盐水泥掺加量为为5%-10%。优选硫铝酸盐水泥掺加量为硅酸盐水泥的5%-10%。

这种设计的优势在于，利用硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥这两种材料本身的性能，将其按规定的配比进行混合后，使矿物结构发生改变，从而能在不添加防腐蚀剂的情况下，就能达到良好的防腐蚀效果；另一方面，硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥这两种材料配合使用后较之常规工艺中添加防腐剂的水泥，还兼备良好的耐久性。

在本发明中，活性掺合材料为矿粉及偏高岭土的混合物，其可根据目标管片的性能要求进行任一比例的调配。优选使用1：1的配比。

这种设计的优势在于，处于介稳状态的偏高岭土无定形硅铝化合物,经复合水泥中碱性激活剂作用,硅铝化合物由解聚到再聚合后,会形成类似于地壳中一些天然矿物的铝硅酸盐凝胶的网络状结构。使其混凝土更加密实，增强其后期强度和抗腐蚀的能力，因而具有更优越的性能。

根据这一矿物特征,本发明中的硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥混合时，硅酸盐水泥中的硅酸三钙和硫铝酸盐水泥中的硫铝酸三钙相互作用会加速水化进程，得到较高的早期强度，再配合矿粉，激发矿粉中的硅酸二钙成分，得到后期强度持续增长的混凝土。因此，该混凝土具有早期强度高，后期强度也高的特点,而且具有较强的耐腐蚀性和良好的耐久性,在5%酸性条件下,其强度损失原低于常规混凝土。

本发明中，为了使混凝土在浇筑成型阶段具有较好的工作性能，需要延长混凝土的凝聚时间，添加了缓凝剂。上述缓凝剂可选自市售的硼酸盐、硼酸盐与硫酸盐的混合物。优选使用硼砂为缓凝剂。

其掺加量为硫铝酸盐水泥掺加量的0.2%-0.5%。