CN102276213B - 一种高耐久性高承载力混凝土管片 - Google Patents

一种高耐久性高承载力混凝土管片 Download PDF

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Abstract

一种高耐久性、高承载力混凝土管片：由如下质量分配比的原料组成：685～760份普通硅酸盐水泥；平均粒径0.30um、Sio2含量≥92％的硅粉110～130份；K值≥0.8的Ⅰ级粉煤灰68～85份；粒径0.16～1.25mm石英砂1100～1190份；高效减水剂13～15份；水165～190份；直径0.18～0.25mm、长度11～15mm的镀铜钢纤维90～150份。制备过程为依次将钢纤维+细石英砂、水泥+硅粉+粉煤灰+30％水份、余量水+高效减水剂搅拌均匀即得RPC混合料。这种混凝土管片具有高抗疲劳、耐腐蚀能力，在同样的载荷下，采用本发明制成的管片截面厚度小，可以节约建材所需的钢材。

Description

一种高耐久性高承载力混凝土管片
技术领域
本发明涉及一种应用于隧道、地铁的高耐久性、高承载力混凝土管片，本发明还涉及所述管片的制备方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展，铁路、公路隧道、城市地铁建设迅猛增加，适用于铁路、公路隧道、城市地铁建设的混凝土管片的需求量也随着增加。为了提高混凝土管片的耐久性和承载力，现有的混凝土管片大多是在现有的混凝土材料上通过增加钢材用量、增加管片厚度来提高其抗荷载能力及抗渗能力的，这种技术措施造成管片既很笨重，又不经济，施工费用有很高，更关键的管片对于抵抗高寒、高碱及高硫酸盐，其效果甚微，工程运营中维修费用高，耐久性差。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种具有高耐久性、高承载力的混凝土管片，以满足铁路、公路及城市地铁工程在高寒、高碱、高硫酸盐腐蚀地带对管片的特殊需求。
上述目的是通过以下技术手段实现的：一种高耐久性高承载力混凝土管片，其特征在于：所述的混凝土片是由如下质量分配比的原料制成：
685～760份普通硅酸盐水泥；
平均粒径0.30um、Sio2含量≥92％的硅粉110～130份；
K值≥0.8的Ⅰ级粉煤灰68～85份；
粒径0.16～1.25mm的石英砂1100～1190份；
高效减水剂13～15份；
水165～190份；
直径0.18～0.25mm、长度11～15mm的镀铜钢纤维90～150份。
上述配方也可以采用如下优选范围：
700～720份普通硅酸盐水泥；
平均粒径0.30um、Sio2含量≥92％的硅粉115-125份；
K值≥0.8的Ⅰ级粉煤灰70～80份；
粒径0.16～1.25mm的石英砂1140～1160份；
高效减水剂13～15份；
水170～180份；
直径0.18～0.25mm、长度11～15mm的镀铜钢纤维100～120份。
上述高耐久性高承载力混凝土管片的其制备过程步骤如下：
①将配方限定的镀铜钢纤维和石英砂加入搅拌机并搅拌1～1.5分钟至均匀，制成备用物料；
②向备用物料中加入配方限定的水泥和硅粉以及配方水量的30％继续搅拌0.5～1.0分钟至均匀备用；
③将上述配方中的高效减水剂及剩余水量混合均匀后再加入经步骤②制得的物料中，再搅拌1.5～2.5分钟得到RPC混合料；
④通过注料设备将经步骤③制得的RPC混合料注入配有钢筋骨架的模具中，然后进行振动成型；
⑤振动成型时，采取边布料边振动的方式进行，振动频率分两级：先采用30Hz频率震动4～5min，然后采用40Hz频率振动2～3min，总振动时间6～8分钟。
⑥将成型好的模具连同产品一并放入温度在75℃～95℃之间、湿度不低于95％的蒸汽环境中养护36～48h，脱模即可制得具有高耐久性、高承载力的混凝土管片。
本发明的有益之处在于：由上述配方和步骤制备的混凝土管片，其抗压强度可达140～200Mpa；抗折强度可达20～30Mpa；抗渗等级大于P16；600次快速冻融试验动弹性模量、质量均无损失。
本发明的优点：
1、由上述配方和步骤制备的混凝土管片抗压强度可达140～200Mpa；抗折强度可达20～30Mpa，抗压强度高，韧性大，抵抗长期荷载、短期荷载能力强，管片抗疲劳能力强。
2、本发明所述的混凝土管片，经600次快速冻融循环试验动弹性模量、质量无损失，零碳化深度、抗渗能力大于P16，决定了该产品能有效地阻止有害介质的侵入，抗碱、抗硫酸盐、耐寒能力极强，具有优异的耐腐蚀能力，并且其寿命可达100年以上。
3、本发明所述混凝土管片的高抗压强度、抗折能力，大大提高了管片材料的力学性能，因而在钢筋不增加、厚度不减少的情况下，抗荷载将提高3～5倍；在荷载不变的情况下可减少截面厚度1/3，节约钢材用量20～25％。
4.本发明所述混凝土管片加入粉煤灰后，能很好的改善混凝土的工作性，管片外观更易光滑、平整。
5.本发明所述混凝土管片中粉煤灰部分替代硅灰，管片材料的经济型得到提高。
具体实施方式
具体实施例1：按如下比例配备原材料：710份普通硅酸盐水泥；平均粒径0.30um、Sio2含量≥92％的硅粉120份；K值≥0.8的Ⅰ级粉煤灰75份；粒径0.16～1.25mm的石英砂1150份；高效减水剂14份；水175份；直径0.18～0.25mm、长度11～15mm的镀铜钢纤维110份。
上述原材料配备完成后按如下步骤进行制备：
①将配方限定的镀铜钢纤维和石英砂加入搅拌机并搅拌1～1.5分钟至均匀，制成备用物料；
②向备用物料中加入配方限定的水泥、硅粉和粉煤灰以及配方水量的30％继续搅拌0.5～1.0分钟至均匀备用；
③将上述配方中的高效减水剂及剩余水量混合均匀后再加入经步骤②制得的物料中，再搅拌1.5～2.5分钟得到RPC混合料；
④通过注料设备将经步骤③制得的RPC混合料注入配有钢筋骨架的模具中，然后进行振动成型；
⑤振动成型时，采取边布料边振动的方式进行，振动频率分两级：先采用30Hz频率震动4～5min，然后采用40Hz频率振动2～3min，总振动时间6～8分钟。
⑥将成型好的模具连同产品一并放入温度在75℃～95℃之间、湿度不低于95％的蒸汽环境中养护36～48h，脱模即可制得具有高耐久性、高承载力的混凝土管片。
具体实施例2：按如下比例配备原材料：普通硅酸盐水泥685份；平均粒径0.30um、Sio2含量≥92％的硅粉110份；K值≥0.8的Ⅰ级粉煤灰68份；粒径0.16～1.25mm的石英砂1100份；高效减水剂13份；水165份；直径0.18～0.25mm、长度11～15mm的镀铜钢纤维90份，制备步骤同具体实施例1。
具体实施例3：按如下比例配备原材料：普通硅酸盐水泥760份；平均粒径0.30um、Sio2含量≥92％的硅粉130份；K值≥0.8的Ⅰ级粉煤灰85份；粒径0.16～1.25mm的石英砂1190份；高效减水剂15份；水190份；直径0.18～0.25mm、长度11～15mm的镀铜钢纤维150份，制备步骤同具体实施例1。
以上实施例仅用于阐述本发明，而本发明的保护范围并非仅仅局限于以上实施例。所述技术领域的普通技术人员依据以上本发明公开的内容和各参数所取范围，均可实现本发明的目的，这些变化应当理解为仍属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种高耐久性高承载力混凝土管片的制备方法，其特征在于，制备过程步骤如下：
①将110份直径0. 18~0. 25 mm、长度11~15 mm的镀铜钢纤维和1150份粒径0. 16~1. 25 mm的石英砂加入搅拌机并搅拌1~1.5分钟至均匀，制成备用物料；
②向备用物料中加入710份普通硅酸盐水泥、120份平均粒径0.30 μm、SiO2含量≥92%的硅粉和75份K值≥0.8的Ⅰ级粉煤灰以及52.5份水继续搅拌0.5~1.0分钟至均匀备用；
③将14份高效减水剂及122.5份水混合均匀后再加入经步骤②制得的物料中，再搅拌1. 5~2. 5分钟得到RPC混合料；
④通过注料设备将经步骤③制得的RPC混合料注入配有钢筋骨架的模具中，然后进行振动成型；
⑤振动成型时，采取边布料边振动的方式进行，振动频率分两级：先采用30Hz频率震动4~5 min，然后采用40Hz频率振动2~3 min，总振动时间6~8分钟；
⑥将成型好的模具连同产品一并放入温度在75℃~95℃之间、湿度不低于95%的蒸汽环境中养护36~48 h，脱模制得具有高耐久性、高承载力的混凝土管片。
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