[发明专利]一种无波浪纹盾构管片混凝土配方及配制工艺

说明书

本发明的技术方案为：一种无波浪纹盾构管片混凝土配方，包括如下配方：高强水泥，质量分数为10％‑20％；粗砂，所述粗砂的细度模数为2.5‑2.8，质量分数为17％‑25％；细砂，质量分数为2.55％‑7.5％，粒径小于等于0.315mm的所述细砂的质量与所述粗砂质量比为(0.15—0.3)：1；石子，质量分数为40％‑48％；水，质量分数为5％‑10％；聚羧酸减水剂，质量分数为0.5％‑2％；粉煤灰，质量分数为3％‑8％；海菜粉，质量分数为1％‑3％，另外，通过砂子、水泥、水及添加剂、石子、不锈钢纤维和/或碳纤维的添加顺序，使得混凝土配料之间相互填充，在粒径配比上减少了气泡产生的可能，从而使得盾构管片成型后气泡少、密实、抗渗性强、强度大。

技术领域

本发明涉及一种混凝土的配方及配制工艺，特别涉及一种无波浪纹盾构管片混凝土配方及配制工艺。

背景技术

盾构管片是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最内层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。盾构管片是盾构法隧道的永久衬砌结构，盾构管片质量直接关系到隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能及耐久性能。

盾构管片冬季生产过程中，由于环境温度较低，各原材料温度也很低，水泥的水化作用很缓慢，混凝土的初凝时间来的也很迟，这大大影响了浇筑后混凝土的收水和抹面，又由于流水线模具的走动，造成了管片外弧面的不圆滑，形成了“波浪纹”，影响了管片的表观质量。

这种波浪纹一般是混凝土浇筑振捣过程，混凝土内部和表面发生水或水泥浆离析形成的。减水剂过饱和、混凝土拌合物保水性差，特别容易出现这样情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种无波浪纹盾构管片混凝土配方及配制工艺，即，通过高强度、保水性好的混凝土配方及砂石粒径大小的配合，开发出了高强度且表观良好的盾构管片用混凝土配方，并对其配制工艺进行了研究。

本发明的技术方案为：一种无波浪纹盾构管片混凝土配方，包括如下配方：

高强水泥，质量分数为10％-20％，作为盾构管片强度的基材；

粗砂，所述粗砂的细度模数为2.5-2.8，质量分数为17％-25％；

细砂，质量分数为2.55％-7.5％，粒径小于等于0.315mm的所述细砂的质量与所述粗砂质量比为(0.15—0.3)：1；

通过粗砂和细砂粒径以及质量比的限制，细砂填充了粗砂之间的缝隙，使得因砂而形成的混凝土孔隙率降低，从而使得成型后的管片更加密实，减少了气泡的形成。

石子，质量分数为40％-48％，作为混凝土的主要成分；

水，质量分数为5％-10％；

聚羧酸减水剂，质量分数为0.5％-2％，作为减水剂，使得管片成型快，气泡少；

粉煤灰，质量分数为3％-8％，与所述高强水泥配合，提高混凝土成型后的强度；

海菜粉，质量分数为1％-3％，海菜粉能够帮助混凝土提供增稠、缓凝、保水、提高粘接力等作用的一种或多种化合物组成，主要成分为醚类化学物质。

优选地，所述石子由大石子和小石子组成，所述大石子粒径为10mm-20mm，所述小石子粒径为5mm-10mm，所述大石子与所述小石子的质量比为2:1，通过大小石子的配合使用，使得小石子填充大石子之间的缝隙，使得成型管片更加密实，减少内部缝隙，也有利于降低气泡的产生。

优选地，所述混凝土配方还包括不锈钢纤维和/或碳纤维3％-5％，所述不锈钢纤维和/或碳纤维为5mm-30mm，通过一定长度不锈钢纤维和/或碳纤维的添加，使得纤维和混凝土之间形成网状交织，大幅提高了成型盾构管片的强度。

优选地，一种无波浪纹盾构管片混凝土配方，包括如下配方：