一種適用于大口徑地鐵管片的高性能纖維混凝土及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種纖維混凝土在隧道施工中的新應(yīng)用，用纖維混凝土制作大口徑地鐵盾構(gòu)管片，按重量份計(jì)，所述的纖維混凝土包括水泥15~25份，砂子25~30份，碎石40~45份，粉煤灰3~7份，聚羧酸高性能減水劑0.2~0.3份，冷拔端勾型鋼纖維摻入量0.6～1.2份，聚丙烯網(wǎng)狀纖維0.05～0.12份混合，以水膠比0.29~0.32加入水。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于加入了纖維混凝土的地鐵盾構(gòu)管片抗壓強(qiáng)度比基準(zhǔn)混凝土高10%以上，抗拉強(qiáng)度提高90%，抗折強(qiáng)度提高30%，纖維混凝土耐火性能得到明顯改善，殘余抗壓強(qiáng)度提高40%，殘余抗拉強(qiáng)度提高200%，殘余抗折強(qiáng)度提高650%。
【專利說明】—種適用于大口徑地鐵管片的高性能纖維混凝土及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及隧道建造領(lǐng)域，更具體地，涉及一種適用于大口徑地鐵管片的高性能纖維混凝土及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口的增加，城市的交通壓力也隨之加重，大口徑地鐵隧道盾構(gòu)工程已然成為城市地下軌道交通工程的必然趨勢(shì)。然而，目前的大口徑地鐵盾構(gòu)管片主要以普通鋼筋混凝土為主要材料。普通鋼筋混凝土強(qiáng)度高，可塑性好，材料來源簡(jiǎn)便，但是，其也存在著一些缺點(diǎn)，包括抗拉、抗彎強(qiáng)度低，抗沖擊、抗爆以及韌性差等，這些缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了其在大口徑管片生產(chǎn)和施工中優(yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮。眾所周知，混凝土強(qiáng)度越高，其韌性越差、脆性越高、抗裂能力和結(jié)構(gòu)延性越差，結(jié)構(gòu)抗震性能及防火性能也會(huì)相應(yīng)降低，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題也越突出。其脆性和低抗裂性能使得管片在生產(chǎn)和施工過程中出現(xiàn)大量裂紋甚至破損，使地鐵工程的安全性受到嚴(yán)重威脅。除此之外，普通鋼筋混凝土的耐火性能和耐腐蝕性能較差，這也嚴(yán)重影響了地鐵隧道耐久性和發(fā)生火災(zāi)時(shí)的安全性。
[0003]纖維混凝土，通過在混凝土中摻入纖維材料可有效減少早期塑性裂縫的發(fā)展，同時(shí)當(dāng)混凝土承受外部荷載作用時(shí)纖維的摻入有效控制其結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展，除此之外還能顯著改善混凝土抗拉、抗彎、抗高溫爆裂、沖擊韌性等性能，從而提高混凝土抗?jié)B、抗凍等耐久性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，尋找一種合適大口徑地鐵盾構(gòu)管片中使用的混凝土，不當(dāng)要求強(qiáng)度高，可塑性好，而且需要抗拉、抗彎強(qiáng)度高，抗沖擊、抗爆以及韌性好，在施工中不能出現(xiàn)破損或裂紋。
[0005]本發(fā)明提供一種纖維混凝土在隧道施工中的應(yīng)用。
[0006]所述的隧道為地鐵隧道。
[0007]所述的地鐵隧道施工為大口徑地鐵隧道盾構(gòu)工程。
[0008]所述的大口徑地鐵隧道盾構(gòu)工程為大口徑地鐵盾構(gòu)管片。
[0009]所述的隧道施工為將纖維混凝土作為原料制作大口徑地鐵盾構(gòu)管片。
[0010]所述的纖維混凝土，按重量份計(jì)，包括水泥15~25份，砂子25~30份，碎石40~45份，粉煤灰3~7份，聚羧酸高性能減水劑0.2^0.3份，冷拔端勾型鋼纖維摻入量0.6~1.2份，聚丙烯網(wǎng)狀纖維0.05~0.12份混合，以水膠比0.29~0.32加入水。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
1.纖維混凝土強(qiáng)度等級(jí)在C70以上，抗壓強(qiáng)度比基準(zhǔn)混凝土高10%以上，抗拉強(qiáng)度提聞90%,抗折強(qiáng)度提聞30%ο
[0012]2.纖維混凝土耐火性能得到明顯改善，殘余抗壓強(qiáng)度提高40%，殘余抗拉強(qiáng)度提高200%，殘余抗折強(qiáng)度提高650%。[0013]3.纖維混凝土具有良好的耐硫酸鹽腐蝕性能，其質(zhì)量腐蝕系數(shù)和強(qiáng)度腐蝕系數(shù)均明顯優(yōu)于基準(zhǔn)混凝土。在施工中，不會(huì)出現(xiàn)破碎或裂紋，有效的控制了工程建造中的安全性。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1
纖維混凝土的制備，按重量份計(jì)，水泥15份，砂子25份，碎石40份，粉煤灰3份，聚羧酸高性能減水劑HPC-R 0.2份，水膠比0.29，鋼纖維摻入量0.6份，聚丙烯纖維摻入量0.05份。
[0015]混凝土立方體抗壓強(qiáng)度為80.50MPa,劈裂抗拉強(qiáng)度為5.59MPa，抗折強(qiáng)度9.44MPa。受火后:殘余抗壓強(qiáng)度60.24MPa，殘余抗拉強(qiáng)度提高5.47MPa，殘余抗折強(qiáng)度提高
4.97MPa。受硫酸鹽腐蝕后:質(zhì)量腐蝕系0.493，抗壓強(qiáng)度腐蝕系數(shù)0.148，抗拉強(qiáng)度腐蝕系數(shù)0.289。用此種混凝土制作的大口徑地鐵管片，在工程實(shí)際中，其結(jié)構(gòu)耐久性均有所提高。
[0016]實(shí)施例2
纖維混凝土的制備，按重量百分計(jì)，水泥25份，砂子30份，碎石45份，粉煤灰7份，聚羧酸高性能減水劑HPC-R 0.3份，水膠比0.32，鋼纖維摻入量1.2份，聚丙烯纖維摻入量0.12份。
[0017]混凝土立方體抗壓強(qiáng)度為81.6IMPa,劈裂抗拉強(qiáng)度為7.73MPa，抗折強(qiáng)度
9.94MPa。受火后:殘余抗壓強(qiáng)度63.88MPa，殘余抗拉強(qiáng)度提高5.87MPa，殘余抗折強(qiáng)度提高4.67MPa。受硫酸鹽腐蝕后:質(zhì)量腐蝕系0.471，抗壓強(qiáng)度腐蝕系數(shù)0.137，抗拉強(qiáng)度腐蝕系數(shù)0.276。用此種混凝土制作的大口徑地鐵管片，在工程實(shí)際中，其結(jié)構(gòu)耐久性均有所提聞。
實(shí)施例3
纖維混凝土的制備，按重量百分計(jì)，水泥17.8份，砂子28.5份，碎石42.7份，粉煤灰
4.5份，聚羧酸高性能減水劑HPC-R 0.3份，水膠比0.29，鋼纖維摻入量0.9份，聚丙烯纖維摻入量0.1份。
[0018]混凝土立方體抗壓強(qiáng)度為82.55MPa，劈裂抗拉強(qiáng)度為6.88MPa，抗折強(qiáng)度12.38MPa。受火后:殘余抗壓強(qiáng)度59.44MPa，殘余抗拉強(qiáng)度提高5.78MPa，殘余抗折強(qiáng)度提高5.16MPa。受硫酸鹽腐蝕后:質(zhì)量腐蝕系0.503，抗壓強(qiáng)度腐蝕系數(shù)0.134，抗拉強(qiáng)度腐蝕系數(shù)0.242。用此種混凝土制作的大口徑地鐵管片，在工程實(shí)際中，其結(jié)構(gòu)耐久性均有所提聞。
[0019]上述實(shí)施例僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，在不違背本發(fā)明實(shí)質(zhì)的基礎(chǔ)上所做的改進(jìn)、修飾及替代均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種纖維混凝土在隧道施工中的應(yīng)用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的隧道為地鐵隧道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的地鐵隧道施工為大口徑地鐵隧道盾構(gòu)工程。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的大口徑地鐵隧道盾構(gòu)工程為大口徑地鐵盾構(gòu)管片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的隧道施工為將纖維混凝土作為原料制作大口徑地鐵盾構(gòu)管片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的纖維混凝土，按重量份計(jì)，包括水泥15?25份，砂子25?30份，碎石40?45份，粉煤灰3?7份，聚羧酸高性能減水劑0.2?0.3份，冷拔端勾型鋼纖維摻入量0.6?1.2份，聚丙烯網(wǎng)狀纖維0.05?0.12份混合，以水膠比0.29?0.32加入水。
【文檔編號(hào)】C04B111/23GK103527216SQ201310440761
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】歐陽東 申請(qǐng)人:暨南大學(xué)