[发明专利]一种用于盾构管片的抗裂混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于盾构管片的抗裂混凝土及其制备方法，属于高性能混凝土领域，本发明混凝土配料按重量份数计包括：硅酸盐水泥430‑450份、粉煤灰50‑58份、砂540‑560份、碎石1140‑1160份、水120‑140份、浸胶结构型玄武岩纤维100‑110份、减水剂20‑23份；利用该种混凝土制成的盾构管片的各强度均有提高，且其抗裂能力强，既保证了盾构管片的抗裂性能又提高了隧道衬砌结构的承载能力。

技术领域

本发明属于高性能混凝土领域，尤其涉及一种用于盾构管片的抗裂混凝土及其制备方法。

背景技术

盾构管片是隧道衬砌结构的主要组成部分，但因盾构隧道所处岩土赋存条件复杂，随着服役年限增加，逐渐出现各类病害，主要表现为管片混凝土开裂导致渗漏水、螺栓和钢筋锈蚀以及管径收敛变形等。管片的破损和裂缝都使得整个衬砌结构发生整体性破坏，这对控制工程安全质量指标是很大的挑战。若研发出一种高抗裂性混凝土用于盾构管片，可增强结构的耐久性，同时避免很多不可控的病害。

目前用于盾构管片的纤维混凝土主要有钢纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土以及碳纤维混凝土，但钢纤维混凝土自重大，易沉淀，易腐蚀等缺陷目前还无法克服，这些缺陷致使盾构管片的耐久性能降低；聚丙烯纤维混凝土强度低、易性差、不适用于抗裂；碳纤维混凝土成本高，分散性差、易成团致使混凝土孔隙率高。故研发出一种分散性好、耐腐蚀、强度高且性价比高的抗裂混凝土用于盾构管片来提高衬砌结构整体的耐久性和承载性能是十分有必要的。

发明内容

本发明提供了一种用于盾构管片的抗裂混凝土及其制备方法，利用该种混凝土制成的盾构管片的强度高，抗裂性能强，保证了衬砌结构的防裂性能和防水性能，提高了整体结构的耐久性能。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于盾构管片的抗裂混凝土，按重量计包括：水泥430-450份、粉煤灰50-58份、砂540-560份、碎石1140-1160份、水120-140份、浸胶结构型玄武岩纤维100-110份、减水剂20-23份。

以上所述组分中，所述减水剂为聚羧酸类高性能减水剂，是羧酸类接枝多元共聚物与其它有效助剂的复配产品；

所述浸胶结构型玄武岩纤维的直径为1mm，长度为25-30mm，密度为2.0g/cm²；

所述浸胶结构型玄武岩纤维由纯天然的火山岩(含玄武岩)矿石经高温1500℃热熔后移入池窑机，再向池窑机中加入浸润剂对未成型的玄武岩进行浸润，后将未成型的玄武岩纤维放入拉丝机中进行拉挤成型得到玄武岩纤维原丝，最后将原丝进行加捻成型即可；

所述水泥的细度级数为376(m²/kg)，烧失量为4％，三氧化硫含有率为3％，碱含量为0.5％，初凝时间为50-60min，终凝时间为500-600min，28d抗压强度≥42.5MPa，28d抗折强度≥6.5MPa；

所述砂的细度模数为2.5，表观密度为2900kg/m³，松散堆积密度为1400kg/m³，含泥量(按质量计)为1.0％，泥块含量(按质量计)为0.4％，砂含水率为0.00％，硫化物及硫酸盐含量(按SO³质量计)为0.38％，氯化物(以Cl离子质量计)含量为0.01％，空隙率为37％，碱骨料反应(膨胀率)为0.06％；

所述碎石为5-25mm级数碎石，所述碎石的表观密度为2950kg/m³，松散堆积密度为1626kg/m³，含泥量或粉尘含量(按质量计)为0.6％，泥块含量(按质量计)为0.00％，针片状颗粒含量(按质量计)为3.8％，有机物含量为合格，坚固性指标的质量损失量为0.33％，空隙率为24％，吸水率为1％，碱骨料反应(膨胀率)为1％，岩石抗压强度/混凝土强度≥2MPa。