[發(fā)明專利]一種耐腐蝕地鐵鋼筋混凝土管片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310724442.6
• 申請(qǐng)日: 2013-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN103693926A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林曉波;潘微旺;于賀;譚斌;鄭紅兵;張長(zhǎng)春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵二十三局集團(tuán)軌道交通工程有限公司
• 主分類號(hào): C04B28/06
• 分類號(hào): C04B28/06;C04B14/06;C04B14/02
• 代理公司: 上海精晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地鐵盾構(gòu)法施工技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種耐腐蝕地鐵鋼筋混凝土管片。

背景技術(shù)

目前，公知的城市地鐵大多數(shù)是采用盾構(gòu)法掘進(jìn)施工。盾構(gòu)法施工是利用機(jī)械在地下鉆取一個(gè)圓形空間，然后在盾構(gòu)機(jī)械的尾部用鋼筋混凝土管片拼裝形成一個(gè)圓形空間，這個(gè)圓形空間就是地鐵軌道的運(yùn)行空間。

眾所周知，地鐵是公眾建筑，安全高于一切，然而，由于地下結(jié)構(gòu)是復(fù)雜性，地下土壤、水不可避免地會(huì)對(duì)地鐵管片的結(jié)構(gòu)壽命產(chǎn)生影響，特別是地下水中的Cl^-離子、SO₃^-2離子的長(zhǎng)期侵蝕會(huì)使普通鋼筋混凝土產(chǎn)生體積膨脹，從而失去結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

從已經(jīng)報(bào)道的國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展情況看，設(shè)計(jì)上一般對(duì)腐蝕地段采用提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)，增大鋼筋直徑、使用防腐涂層鋼筋、使用混凝土防腐劑、增大鋼筋混凝土保護(hù)層厚度的辦法解決耐久性的問題。

實(shí)驗(yàn)證明，這些方法不能從根本上解決混凝土遭受侵蝕的問題，延長(zhǎng)管片的耐久性需要從材料抗腐蝕的能力上做起。

雖然，在本領(lǐng)域中，硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、石膏三元體系復(fù)合膠凝材料的試驗(yàn)研究為干混快凝水泥砂漿提供了一種實(shí)現(xiàn)方法。但是，由于硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥復(fù)合后凝聚時(shí)間較快，加入石膏后會(huì)形成大量的鈣礬石使混凝土體積產(chǎn)生微膨脹，從而降低了其早期強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于，針對(duì)上述存在的問題，提供一種防腐性能佳、耐久性好的地鐵鋼筋混凝土管片。

本發(fā)明提供的耐腐蝕地鐵鋼筋混凝土管片,具有這樣的技術(shù)特征，由鋼筋骨架和耐腐蝕混凝土組成，其外形由設(shè)計(jì)單位確定，產(chǎn)品通過模注加工成型。

此外，在本發(fā)明提供的耐腐蝕地鐵鋼筋混凝土管片中,鋼筋骨架由國標(biāo)螺紋鋼筋加工，外層采用涂環(huán)氧樹脂、熱塑性樹脂或鍍鋅的工藝，以此來提高鋼筋的耐腐蝕能力。根據(jù)環(huán)境條件，也可以不采用涂層鋼筋；

上述加工的具體工藝要求為：對(duì)國標(biāo)螺紋鋼筋進(jìn)行預(yù)先防腐蝕涂層加工，彎制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行防腐補(bǔ)漏，骨架綁扎完畢按排進(jìn)行電阻檢測(cè)，再進(jìn)行絕緣處理的生產(chǎn)工藝。

另外，在本發(fā)明提供的耐腐蝕地鐵鋼筋混凝土管片中,耐腐蝕混凝土由復(fù)合水泥、活性摻合材料、緩凝劑、天然砂、碎石、減水劑和水組成。

其中，復(fù)合水泥與活性摻合材料組成膠凝材料；

地鐵鋼筋混凝土管片中復(fù)合水泥的摻加量為380kg/m³-500kg/m³，一般其總量不超過480kg/m³，優(yōu)選為380kg/m³-410kg/m^3.；

此外，活性膠凝材料的摻加量為膠凝材料總量的5%-10%，優(yōu)選為8%，其水膠比不大于0.30。

在本發(fā)明中，為進(jìn)一步提高管片的耐腐蝕性能，所采用的復(fù)合水泥由硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥組成。其配合比中普通硅酸鹽水泥摻加量為90%-95%，硫鋁酸鹽水泥摻加量為為5%-10%。優(yōu)選硫鋁酸鹽水泥摻加量為硅酸鹽水泥的5%-10%。

這種設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于，利用硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥這兩種材料本身的性能，將其按規(guī)定的配比進(jìn)行混合后，使礦物結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而能在不添加防腐蝕劑的情況下，就能達(dá)到良好的防腐蝕效果；另一方面，硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥這兩種材料配合使用后較之常規(guī)工藝中添加防腐劑的水泥，還兼?zhèn)淞己玫哪途眯浴?/p>

在本發(fā)明中，活性摻合材料為礦粉及偏高嶺土的混合物，其可根據(jù)目標(biāo)管片的性能要求進(jìn)行任一比例的調(diào)配。優(yōu)選使用1：1的配比。

這種設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于，處于介穩(wěn)狀態(tài)的偏高嶺土無定形硅鋁化合物,經(jīng)復(fù)合水泥中堿性激活劑作用,硅鋁化合物由解聚到再聚合后,會(huì)形成類似于地殼中一些天然礦物的鋁硅酸鹽凝膠的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。使其混凝土更加密實(shí)，增強(qiáng)其后期強(qiáng)度和抗腐蝕的能力，因而具有更優(yōu)越的性能。

根據(jù)這一礦物特征,本發(fā)明中的硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥混合時(shí)，硅酸鹽水泥中的硅酸三鈣和硫鋁酸鹽水泥中的硫鋁酸三鈣相互作用會(huì)加速水化進(jìn)程，得到較高的早期強(qiáng)度，再配合礦粉，激發(fā)礦粉中的硅酸二鈣成分，得到后期強(qiáng)度持續(xù)增長(zhǎng)的混凝土。因此，該混凝土具有早期強(qiáng)度高，后期強(qiáng)度也高的特點(diǎn),而且具有較強(qiáng)的耐腐蝕性和良好的耐久性,在5%酸性條件下,其強(qiáng)度損失原低于常規(guī)混凝土。

本發(fā)明中，為了使混凝土在澆筑成型階段具有較好的工作性能，需要延長(zhǎng)混凝土的凝聚時(shí)間，添加了緩凝劑。上述緩凝劑可選自市售的硼酸鹽、硼酸鹽與硫酸鹽的混合物。優(yōu)選使用硼砂為緩凝劑。

其摻加量為硫鋁酸鹽水泥摻加量的0.2%-0.5%。