CN105910857A - 一种高岩温隧道衬砌混凝土试件的室内变温养护方法 - Google Patents

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董从宇
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Abstract

一种高岩温隧道衬砌混凝土试件的室内变温养护方法，以准确测试高岩温隧道工程中衬砌混凝土的力学参数。包括如下步骤：在高岩温隧道衬砌施作前，测定高岩温隧道围岩初始温度T0；在高岩温隧道经通风或其它措施降温后，测定高岩温隧道内空气温度Ta；在高岩温隧道衬砌养护期内，测定洞内空气相对湿度；成型隧道衬砌混凝土试件，在温度为20±5℃的室内环境中静置至其初凝；第一阶段变温养护，初始养护温度设置为高岩温隧道围岩初始温度T0，7天内养护温度等阶梯调低至高岩温隧道内空气温度Ta，养护相对湿度设置为高岩温隧道洞内空气相对湿度RH；第二阶段变温养护，从第7天至28天的养护温度设置为高岩温隧道内空气温度Ta，养护相对湿度设置为高岩温隧道洞内空气相对湿度。

Description

一种高岩温隧道衬砌混凝土试件的室内变温养护方法
技术领域
本发明涉及为测试高岩温隧道衬砌混凝土力学参数而采取的混凝土试件室内养护方法。
背景技术
当隧道埋深过大，或受到岩浆活动、温泉等地下热水的影响时，围岩温度升高，使隧道施工作业时洞内空气温度超过28℃，影响施工安全和人员健康，这类隧道通常被称为高岩温隧道。
受高岩温影响，隧道衬砌混凝土在凝结、硬化过程中，胶凝材料水化速度加快，生成的水化产物来不及均匀扩散，且相互搭接变差，从而导致混凝土力学性能劣化。
受高岩温影响，隧道开挖后，洞内空气温度较高，为满足相关规范“施工时洞内温度不得超过28℃”的规定，通常采用通风或其它降温措施，使洞内空气温度逐渐降低，并在满足规范要求后保持恒定。与之不同的是，高岩温隧道洞内空气相对湿度相对稳定，通常在一定范围内小幅波动，其值与洞内地下热水流量相关，即当地下热水较少时，空气相对湿度较低，反之则较高。
目前通行的《GB 50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准》规定，混凝土室内试验采用标准养护，即在温度为20±5℃的环境中静置一昼夜至二昼夜，然后编号、拆模，拆模后立即放入温度为20±2℃相对湿度为95％以上的标准养护室中养护，或在温度为20±2℃的不流动的Ca(OH)2饱和溶液中养护，标准养护龄期为28天。
对比标准养护的环境要求与高岩温隧道衬砌混凝土所处的环境特点，不难发现，两者完全不符，那么基于标准养护的试件就不能测试出与实际工程相符的力学参数，也就不能反映出高岩温对衬砌混凝土力学性能的劣化作用。
所以，应该对高岩温隧道衬砌混凝土试件，采用与实际施工环境相符的变温养护方法，确保获取准确的衬砌混凝土力学参数。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高岩温隧道衬砌混凝土试件的室内变温养护方法，以准确测试高岩温隧道工程中衬砌混凝土的力学参数。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
本发明的一种高岩温隧道衬砌混凝土试件的室内变温养护方法，包括如下步骤：
(1)在高岩温隧道衬砌施作前，测定高岩温隧道围岩初始温度T0；
(2)在高岩温隧道经通风或其它措施降温后，测定高岩温隧道内空气温度Ta；
(3)在高岩温隧道衬砌养护期内，测定洞内空气相对湿度；
(4)根据实际高岩温隧道衬砌混凝土配合比，拌制混凝土并入模成型隧道衬砌混凝土试件，在温度为20±5℃的室内环境中静置至其初凝；
(5)开展隧道衬砌混凝土试件的第一阶段变温养护，将隧道衬砌混凝土试件连同试模一起放入恒温恒湿试验箱内进行养护，初始养护温度设置为高岩温隧道围岩初始温度T0，7天内养护温度等阶梯调低至高岩温隧道内空气温度Ta，养护相对湿度设置为高岩温隧道洞内空气相对湿度RH；
(6)开展隧道衬砌混凝土试件的第二阶段变温养护，隧道衬砌混凝土试件从第7天至28天的养护温度设置为高岩温隧道内空气温度Ta，养护相对湿度设置为高岩温隧道洞内空气相对湿度。
本发明的有益效果是，室内试验采取变温养护方法进行养护，真实模拟了高岩温隧道衬砌混凝土施工养护期内的温度变化过程，由此获取的混凝土试件能测试出与实际工程相符的高岩温隧道衬砌混凝土力学参数。
本发明可广泛适用于铁路、公路、水工高岩温隧道测试衬砌混凝土各项力学性质的室内试件试验，具有广阔的应用前景。
附图说明
本说明书包括如下一幅附图：
图1是本发明一种高岩温隧道衬砌混凝土试件的室内变温养护方法的养护温度与养护时间的关系曲线图。
图中标记及对应的含义：高岩温隧道围岩初始温度T0、高岩温隧道内空气温度Ta。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
参照图1，本发明一种高岩温隧道衬砌混凝土试件的室内变温养护方法，包括如下步骤：
(1)在高岩温隧道衬砌施作前，测定高岩温隧道围岩初始温度T0；
(2)在高岩温隧道经通风或其它措施降温后，测定高岩温隧道内空气温度Ta；
(3)在高岩温隧道衬砌养护期内，测定洞内空气相对湿度；
(4)根据实际高岩温隧道衬砌混凝土配合比，拌制混凝土并入模成型隧道衬砌混凝土试件，在温度为20±5℃的室内环境中静置至其初凝；
(5)开展隧道衬砌混凝土试件的第一阶段变温养护，将隧道衬砌混凝土试件连同试模一起放入恒温恒湿试验箱内进行养护，初始养护温度设置为高岩温隧道围岩初始温度T0，7天内养护温度等阶梯调低至高岩温隧道内空气温度Ta，养护相对湿度设置为高岩温隧道洞内空气相对湿度；
(6)开展隧道衬砌混凝土试件的第二阶段变温养护，隧道衬砌混凝土试件从第7天至28天的养护温度设置为高岩温隧道内空气温度Ta，养护相对湿度设置为高岩温隧道洞内空气相对湿度。
所述步骤(5)中7天内养护温度等阶梯调低是指每24小时调低1次试验箱内温度，每次降幅恒定为(T0-Ta)/7。
本发明的室内变温养护方法，真实反映衬高岩温隧道砌混凝土施工养护期内的环境温度，获取的隧道衬砌混凝土试件能真实反映实际工程中混凝土的力学性质。可广泛适用于铁路、公路、水工高岩温隧道测试衬砌混凝土各项力学性质的室内试件试验，具有广阔的应用前景。
下面以高岩温隧道衬砌通常采用的C25喷射混凝土和C35模筑混凝土为例，通过室内试验，对比标准养护试件和变温养护试件的抗压强度，说明本发明的有益效果。
试验步骤如下：
(1)选取高岩温隧道围岩初始温度T0分别为50℃、60℃、80℃；
(2)测试高岩温隧道降温后洞内空气温度Ta为28℃；
(3)测试高岩温隧道洞内空气相对湿度为50％；
(4)根据表1混凝土配合比，拌制混凝土并入模成型隧道衬砌混凝土试件；
表1混凝土配合比(单位：kg/m3)
(5)标准养护：在温度为20±5℃的环境中静置一昼夜，然后编号、拆模，拆模后立即放入温度为20±2℃，相对湿度为95％以上的标准养护室中养护27天；
变温养护：在温度为20±5℃的室内环境中静置至其初凝，将试件连同试模一起放入恒温恒湿试验箱内进行养护，初始养护温度分别设置为50℃、60℃、80℃，依据图1，养护温度在7天内等阶梯调低至28℃，每次降幅分别为3.1℃、4.6℃、7.4℃，第7天至28天的养护温度设置为28℃，整个养护过程相对湿度设置为50％；
(6)对养护28天后的标准养护试件和变温养护试件，开展单轴抗压强度试验，测定其单轴抗压强度，见表2。
表2单轴抗压强度(单位：MPa)
通过表2对比可知，标准养护试件的单轴抗压强度大于变温养护试件；变温养护的初始养护温度越高，混凝土试件抗压强度损失越大。表明变温养护体现了高岩温对衬砌混凝土的劣化作用，其试件力学参数与实际工程相符。

Claims (2)

1.一种高岩温隧道衬砌混凝土试件的室内变温养护方法，包括如下步骤：
(1)在高岩温隧道衬砌施作前，测定高岩温隧道围岩初始温度T0；
(2)在高岩温隧道经通风或其它措施降温后，测定高岩温隧道内空气温度Ta；
(3)在高岩温隧道衬砌养护期内，测定洞内空气相对湿度；
(4)根据实际高岩温隧道衬砌混凝土配合比，拌制混凝土并入模成型隧道衬砌混凝土试件，在温度为20±5℃的室内环境中静置至其初凝；
(5)开展隧道衬砌混凝土试件的第一阶段变温养护，将隧道衬砌混凝土试件连同试模一起放入恒温恒湿试验箱内进行养护，初始养护温度设置为高岩温隧道围岩初始温度T0，7天内养护温度等阶梯调低至高岩温隧道内空气温度Ta，养护相对湿度设置为高岩温隧道洞内空气相对湿度；
(6)开展隧道衬砌混凝土试件的第二阶段变温养护，隧道衬砌混凝土试件从第7天至28天的养护温度设置为高岩温隧道内空气温度Ta，养护相对湿度设置为高岩温隧道洞内空气相对湿度。
2.如权利要求1所述一种高岩温隧道衬砌混凝土试件的室内变温养护方法，其特征是；所述步骤(5)中7天内养护温度等阶梯调低是指每24小时调低1次试验箱内温度，每次降幅恒定为(T0-Ta)/7。
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WO2006110057A1 (fr) * 2005-04-11 2006-10-19 Gennadiy Kuznetsov Procede de percement de tunnels de montagne sans evacuation de la roche vers une zone a l'air libre
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