[发明专利]一种沉管后浇带用混凝土配合比

说明书

本发明涉及一种水泥混凝土配置技术，特别是一种沉管后浇带用混凝土配合比。该混凝土包括如下重量份数的组分，胶凝材料375～385份；矿物骨料1760～1780份，水150～170份；膨胀剂32～36份；减水剂8～12份；所述膨胀剂中氧化镁的重量百分比为90％～93％，氧化钙的重量百分比为1.2％～2.2％。混凝土的性能满足坍落度200±20mm，扩展度450±50mm，初凝时间≥10h，终凝时间≥12h，28d抗压强度≥C45，容重为2360(‑10～+10)kg/m³，28d抗渗等级≥P10，28d干燥收缩＜320με，水中养护28天限制膨胀率≥0.015％。

技术领域

本发明涉及一种水泥混凝土配置技术，特别是一种沉管后浇带用混凝土配合比。

背景技术

传统的工程建设中采用设置永久性结构缝控制裂缝的方法使得施工过程繁琐，防渗防漏困难，影响建筑物的立面效果的呈现，且费用昂贵后期维护成本高。为防止现浇钢筋混凝土管段由于温度、收缩不均可能产生的有害裂缝，按照设计或施工规范要求，在相应位置留设临时施工缝，经过构建内部收缩，在若干时间后再浇捣该施工缝混凝土，设置施工缝的位置被称为沉管后浇带。

车坡隧道沉管混凝土采用全断面浇筑和设置后浇带的浇筑工艺。其中设计采用整体式管节，虽然结构刚度较大，但混凝土开裂的风险也较大。在结构刚度较大的情况下，为保证沉管隧道的工程质量和服役寿命，需要对沉管混凝土结构进行开裂敏感性分析。全断面浇筑的混凝土的配合比主要有水、水泥、粉煤灰、砂、石子、减水剂。而后浇带混凝土与全断面混凝土的差别主要在膨胀剂，因此，在诸多影响后浇带混凝土开裂的因素中，膨胀剂材料的选择是其中的关键因素。

例如中国专利CN111470821A，一种高性能纤维混凝土及其制备方法中，其采用的复合膨胀剂由氧化钙、氧化镁和钙矾石按照重量比2:2:1复合而成。

但是上述比例的复合膨胀剂制备的混凝土，在施工过程中，仍存在明显的裂缝，上述复合膨胀剂无法满足沉管后浇带用混凝土配合比性能指标，。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术中，在隧道沉管工程中，整体式管节结构刚度大，混凝土开裂风险较大，现有的复合型膨胀剂无法满足后浇带混凝土配合比性能指标的问题，提供一种沉管后浇带用混凝土配合比，该配合比通过控制复合膨胀剂中氧化钙和氧化镁的比例，以及控制膨胀剂和减水剂的比例，改善了混凝土的收缩性能，减少了混凝土裂缝。

本发明中，沉管后浇带用混凝土配合比性能指标如下：

坍落度200±20mm，扩展度450±50mm，初凝时间不小于10h，终凝时间不小于12h，28d抗压强度不低于C45，容重为2360(-10～+10)kg/m³，28d抗渗等级不低于P10，28d干燥收缩小于320με，水中养护28天限制膨胀率不小于0.015％，混凝土外观良好的要求。

膨胀剂的类型有氧化钙系膨胀剂、氧化镁系膨胀剂或者氧化钙和氧化镁复合膨胀剂。氧化钙类膨胀剂水化反应速率过快，主要补偿混凝土早期的收缩，而氧化镁类膨胀剂水化反应速率相对较慢，主要对混凝土的后期收缩起补偿作用。因此，考虑采用钙镁复合型膨胀剂配制后浇带微膨胀混凝土，并加强后浇带混凝土的养护，可使得后浇带混凝土的开裂问题大大得到改善。但是将实际效果上来看，采用现有技术中的复合膨胀剂无法达到设计要求，仍然存在较多的裂缝。

为此，发明人针对目前市场上多种膨胀剂进行了实验。现有的两类膨胀剂主要是硫铝酸钙类膨胀剂和氧化镁类膨胀剂两类，将市场上的膨胀剂做实验过程中发现，硫铝酸钙类膨胀剂不能满足强度C45的要求，部分的氧化镁膨胀剂不能满足C45的强度要求，部分的氧化镁类膨胀剂能够满足C45的强度要求。针对此结果，发明人对氧化镁类膨胀剂的成分进行了分析和验证，发现能够满足性能要求的膨胀剂中，所述膨胀剂中氧化镁的重量百分比为90％～93％；所述膨胀剂中氧化钙的重量百分比为1.2％～2.2％。