[發明專利]一種高性能梯度功能盾構襯砌管片及其制備方法

有效

• 申請號: 201010166354.5
• 申請日: 2010-05-10
• 公開（公告）號: CN102207000A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 孔德玉;姜俊;王曉棟
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學;杭州建工建材有限公司
• 主分類號: E21D11/08
• 分類號: E21D11/08;B32B13/02;C04B28/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;俞慧

1.一種高性能梯度功能盾構襯砌管片，其結構自上而下，依次包括納米改性混凝土外保護層、納米改性混凝土外結構層、鋼纖維增強納米改性混凝土強韌化內結構層和鋼纖維增強納米改性混凝土強韌化內保護層；所述的納米改性混凝土外保護層與納米改性混凝土外結構層連為一體，由強度等級≥C50、坍落度為30～70mm的納米改性混凝土制成；所述的鋼纖維增強納米改性混凝土強韌化內結構層和鋼纖維增強納米改性混凝土強韌化內保護層連為一體，由強度等級≥C50、坍落度為30～70mm的鋼纖維增強納米改性混凝土制成。

2.如權利要求1所述的高性能梯度功能盾構襯砌管片，其特征在于所述的納米改性混凝土外保護層上還有防腐涂層，所述防腐涂層由下列一種防腐涂料制成：環氧樹脂防腐涂料、聚氨酯防腐涂料、JS防水涂料、有機硅混凝土保護劑。

3.如權利要求1或2所述的高性能梯度功能盾構襯砌管片，其特征在于所述的納米改性混凝土外保護層④和納米改性混凝土外結構層③的厚度分別為40～60mm和300～400mm；所述的鋼纖維增強納米改性混凝土強韌化內結構層②和鋼纖維增強納米改性混凝土強韌化內保護層①的厚度分別為20～90mm和50～60mm。

4.如權利要求2所述的高性能梯度功能盾構襯砌管片，其特征在于所述的防腐涂層的厚度為0～5.0mm。

5.如權利要求1所述的高性能梯度功能盾構襯砌管片，其特征在于所述的納米改性混凝土的制備原料包括膠凝材料、砂、級配為5～25mm的石子、高效減水劑或高性能減水劑、水和納米材料，各原料的投料量以質量份表示為：膠凝材料1.00份、砂1.50～1.90份、級配為5～25mm的石子2.50～3.20份、高效減水劑或高性能減水劑0.01～0.02份、水0.25～0.35份、納米材料0.001～0.02份；所述的膠凝材料為水泥或者水泥與粉煤灰、礦渣微粉中的一種或兩種的混合物；所述的納米材料為白炭黑、納米二氧化硅粉體或者質量濃度為20～40％的硅溶膠，或者所述的納米材料為將硅粉或白炭黑或納米二氧化硅粉體或水化硅酸鈣粉體分散于水中，經球磨1～8h制備而成的質量濃度為20～60％的納米分散液。

6.如權利要求1所述的高性能梯度功能盾構襯砌管片，其特征在于所述的鋼纖維增強納米改性混凝土的制備原料包括膠凝材料、鋼纖維、天然砂、級配為5～25mm的石子、高效減水劑或高性能減水劑、水和納米材料，各原料的投料量以質量份表示為：膠凝材料1.00份、鋼纖維0.10～0.18份、天然砂1.50～2.50份、級配為5～25mm的石子2.50～3.20份、高效減水劑或高性能減水劑0.01～0.02份、水0.30～0.40份、納米材料0.001～0.02份；所述的膠凝材料為水泥或者水泥與粉煤灰、礦渣微粉中的一種或兩種的混合物；所述的納米材料為白炭黑、納米二氧化硅粉體或者質量濃度為20～40％的硅溶膠，或者所述的納米材料為將硅粉或白炭黑或納米二氧化硅粉體或水化硅酸鈣粉體分散于水中，經球磨1～8h制備而成的質量濃度為20～60％的納米分散液。

7.如權利要求5或6所述的高性能梯度功能盾構襯砌管片，其特征在于所述的粉煤灰的投料量為0～0.15份；所述的礦渣微粉的投料量為0～0.30份。

8.如權利要求6所述的高性能梯度功能盾構襯砌管片，其特征在于所述的鋼纖維增強納米改性混凝土的制備原料還包括聚合物乳液，聚合物乳液的摻量為膠凝材料總質量用量的5～15％，所述的聚合物乳液為聚丙烯酸乳液或苯丙乳液。

9.如權利要求6所述的高性能梯度功能盾構襯砌管片，其特征在于所述的鋼纖維增強納米改性混凝土的制備原料還包括有機纖維，其摻量為膠凝材料總質量用量的0.1～0.4％，所述的有機纖維為聚丙烯纖維或尼龍纖維。

10.一種如權利要求1所述的高性能梯度功能盾構襯砌管片的制備方法，其特征在于所述的高性能梯度功能盾構襯砌管片的制備方法包括以下步驟：

(1)在鋼筋混凝土管片鋼模中安裝滿足設計要求的鋼筋骨架；

(2)在鋼筋混凝土管片鋼模中澆注強度等級≥C50、坍落度為30～70mm的鋼纖維增強納米改性混凝土，振搗密實，形成連為一體的鋼纖維增強納米改性混凝土強韌化內保護層①和鋼纖維增強納米改性混凝土強韌化內結構層②；

(3)在鋼纖維增強納米改性混凝土強韌化內結構層②上繼續澆筑強度等級≥C50、坍落度為30～70mm的納米改性混凝土，并振搗密實，形成連為一體的納米改性混凝土外結構層③和納米改性混凝土外保護層④；

(4)澆筑完畢后立即進行表面粗光，待混凝土收水后進行中光，待混凝土接近初凝時，進行精光，混凝土全部初凝后靜養2～3h，然后進行蒸汽養護，2～3h內升溫至35～45℃，恒溫2～3h，降溫2～3h至室溫后，采用真空吸盤起模，外觀檢查和檢修后進行水養護；

(5)水養護7～14d后，吊裝至堆場中自然干燥。