[發明專利]隧道襯砌C40超密集型鋼混凝土中的混凝土材料及施工方法

無效

• 申請號: 200710304855.3
• 申請日: 2007-12-29
• 公開（公告）號: CN101215136A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 馮健;楊卓;金強國;李治國;張繼奎;羅瓊;陳洪光;陳智
• 申請（專利權）人: 中鐵隧道集團有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B14/48;C04B18/08
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司
• 代理人: 郭中民

技術領域

本發明涉及一種混凝土技術，主要涉及一種隧道襯砌C40超密集型鋼混凝土中的混凝土材料及施工方法。

背景技術

型鋼混凝土是指在混凝土結構中不僅設置鋼筋，還額外設置鋼軌的承載能力很強的混凝土結構形式，這種結構形式應用相對較少，主要只是在受力條件比較復雜的情況下使用。在隧道及地下工程中，有時局部地段圍巖的變形和地應力情況十分復雜，這時隧道的襯砌就需要采用型鋼混凝土結構。這種混凝土結構中，鋼筋和鋼軌的分布一般都非常密集，以充分發揮鋼筋和鋼軌強度高，特別是抵抗拉、彎、扭能力超強的特點，以滿足結構在復雜地質情況下的受力要求。但也正是由于型鋼混凝土中鋼筋和鋼軌的分布非常密集，間距很小，凈間距通常只有5～6cm，而且在三維方向上間距都很小，而混凝土的粗骨料最大粒徑一般多為3～4cm，這樣混凝土澆筑就會比較困難，另外，由于要求結構的承載能力超強，則要求混凝土材料必須是較高的強度等級，這樣使得混凝土滿足各方面技術要求的難度相應增大。由于這種特殊要求混凝土在配制和施工質量保證方面難度較大，因此隧道襯砌采用型鋼混凝土結構形式目前國內尚無先例，也沒有形成隧道襯砌超密集型鋼混凝土的配制及施工方法的技術方案。

從專業技術角度分析，要成功地配制出適應這種特殊要求的混凝土，并解決混凝土澆筑困難、保證施工質量，關鍵有三點，第一是選材(指每一種原材料)，包括其種類和規格都要十分合理；第二是科學合理地設計、選定混凝土配合比，使配制出的混凝土不但滿足較高的強度要求，更重要的是具有優異的和易性，以保證混凝土易于流動、易于通過密集的鋼筋和鋼軌最終能達到均勻密實的澆筑效果，且能避免不密實和空洞的產生；第三是采取有效的施工措施，確保混凝土澆筑振搗達到高效率和滿意的質量。

發明內容

本發明的目的即是提出一種隧道襯砌C40超密集型鋼混凝土中的混凝土材料及施工方法。

本發明的技術方案是在對型鋼混凝土的特點、對混凝土材料的要求、各種混凝土材料的特性進行大量分析并經多次試驗的基礎上提出。

隧道襯砌型鋼混凝土結構對混凝土材料的要求

1、強度指標：由于要承受較大的荷載，因此型鋼混凝土需要較高的強度等級，本發明選擇強度等級為C40。

2、施工性能：要求混凝土流動性大、粘聚性好、和易性優異，不離析、不泌水，以保證在鋼筋和鋼軌的分布非常密集的不利條件下得到密實性良好的混凝土。

3、耐久性：任何混凝土結構都必須考慮耐久性問題，以期通過混凝土材料耐久性能的提高，以達到延長正常使用壽命、減少維修費用的目的。隧道襯砌用型鋼混凝土由于所處環境的特殊性，環境作用影響大，內部結構異常復雜，維修難度大、成本高，因此更需要提高混凝土的耐久性能，包括抗滲性、抗裂性、抗鋼筋銹蝕和化學腐蝕等。

C40型鋼混凝土中混凝土的原材料選擇與配制

從混凝土技術的發展現狀來看，配制C40強度等級的混凝土并不難，但要同時達到優異的和易性及耐久性，就必須對混凝土所用原材料進行精細挑選、科學配置，在配合比設計時要進行合理地組合，須兼顧各項性能指標，最后才能配制出綜合性能優異、滿足型鋼混凝土性能要求的混凝土產品。原材料的合理配置和配合比的優化設計都十分關鍵，原材料的選擇是配合比設計的前提。水泥是混凝土中的主要膠凝材料，對混凝土的各項性能起主導作用，其選擇十分關鍵。鑒于普通硅酸鹽水泥其各方面綜合性能較好，本發明選擇普通硅酸鹽水泥；在選擇水泥等級時發明人充分考慮C40型鋼混凝土強度等級較高，加之鋼筋密集，施工灌注難度較大，必須采用大流動度混凝土，較大的坍落度必然需要較大的水泥用量，而過高的水泥用量將帶來過大的水化熱和收縮，使混凝土產生開裂。本發明采用52.5級普通硅酸鹽水泥，在達到相同混凝土強度和坍落度的前提下，可以降低單方水泥用量。