CN109704658B - 易切削混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种易切削混凝土，由占总重量10~20%的胶凝材料、28~35%的黄砂、40~45%的白云石以及余量的水和外加剂组成，其中，所添加的水：胶凝材料的重量比为0.4~0.45，外加剂为凝胶材料重量的0.8~1.0%，所述的胶凝材料为水泥和粉煤灰的混合物，白云石的粒径为5~16mm。本发明的易切削混凝土中采用了现有技术中不常用的白云石组分，针对该组分对于配比进行特殊的调整，得到的易切削混凝土不仅能够满足于特深地下连续墙混凝土的施工性、高抗渗、高抗裂低收缩等性能指标，还能满足长龄期（3年以上）盾构推进的易切削性，形成特深隧领域可切削混凝土成套技术，弥补国内外研究和应用空白。

Description

易切削混凝土
技术领域
本发明涉及混凝土，具体涉及一种易切削混凝土。
背景技术
随着城市建设的快速发展，包括隧道、地铁以及深层调蓄管道等隧道工程进入超常发展阶段，为了尽量避免城市交通运行，该类隧道工程较多采用盾构掘进的方式进行施工。盾构法施工是一种机械化和自动化程度较高的隧道掘进施工方法，具有较高的技术经济优越性，但是在施工过程中不得不全断面穿越进洞或出洞时的围护结构，而盾构机的掘削刀具直接掘削破除洞门的混凝土极为困难，直接削除混凝土会对盾构机的掘削刀具造成损坏，这已成为隧道施工的一大难题。许多学者对于盾构可切削混凝土的技术措施做了较为深入的研究，但多针对刀盘刀具的改进以及含玻璃纤维混凝土的施工性能展开，对混凝土本身的可切削性研究较少。目前盾构进出洞口时多采用托换、凿除、拔除等技术，直接成功穿越连续墙的案例非常少，甚至在特深隧工程中还未有先例，若能在满足特深地下连续墙施工性、高抗渗、高抗裂低收缩等性能指标的前提下，开发出长龄期可切削混凝土，将对加快建设速度和节省工程投资，缩短施工工期，具有重要意义。
发明内容
本发明的主要目的之一在于提供一种能够满足特深隧道抗压强度需要的并适合于盾构机掘削刀具直接切削的混凝土。
为了是实现上述目的，本发明提供一种易切削混凝土，由占总重量10～20％的胶凝材料、28～35％的黄砂、40～45％的白云石以及余量的水和外加剂组成，其中，所添加的水：胶凝材料的重量比为0.4～0.45，外加剂为凝胶材料重量的 0.8～1.0％，所述的胶凝材料为水泥和粉煤灰的混合物，白云石的粒径为5～16mm。
该易切削混凝土还具有如下优化配比：
所述的白云石的优选含量占总重量的42～44％，更优选 的含量占总重量的 43～44％。
由165kg/m3的水、315kg/m3的水泥、795kg/m3的粉煤灰，7995kg/m3的黄砂、10605kg/m3的白云石、3.935kg/m3的外加剂构成。
所述的黄砂优选选采用中砂。外加剂包括减水剂。
本发明的易切削混凝土中采用了现有技术中不常用的白云石组分，针对该组分对于配比进行特殊的调整，得到的易切削混凝土不仅能够满足于特深地下连续墙混凝土的施工性、高抗渗、高抗裂低收缩等性能指标，还能满足长龄期 (3年以上)盾构推进的易切削性，形成特深隧领域可切削混凝土成套技术，弥补国内外研究和应用空白。
具体实施方式
以下，结合实施例对于本发明作进一步说明，实施例仅用于解释说明而不用于限定本发明的保护范围。
在实施例中增加了一种现有混凝土中不常用的白云石材料，由于白云石具有脆性的特性，为了防止混凝土性能本身的下降，一般会避免采用白云石。本申请通过对于配比的具体研究，提供了一种混凝土的配比，在该配比下，能够将白云石本身的特性利用到混凝土中，同时能够兼顾到切削、磨削性能以及混凝土本身的强度，得到一种含有白云石的混凝土配比，具体如下。
本实施例提供一种易切削混凝土，由占总重量10～20％的胶凝材料、28～35％的黄砂、40～45％的白云石以及余量的水和外加剂组成，其中，所添加的水：胶凝材料的重量比为0.4～0.45，外加剂为凝胶材料重量的0.8～1.0％，所述的胶凝材料为水泥和粉煤灰的混合物，白云石的粒径为5～16mm。
以水胶比0.41，胶凝总量：393，灰20％，外加剂1.0％，砂率43％进行配比和试验：
Figure BDA0001960477930000031
针对上述配比进行试验，试验结果如下：
Figure BDA0001960477930000032
本实施例中的易切削混凝土相对于现有的常规集料C35水下混凝土具有较高的抗压强度，能够满足特深竖井、超深覆土盾构施工(110m～150m深)的施工强度要求，同时其磨削性能较好，其磨削深度可以达到并超过砂浆M15、M30 的磨削深度，解决了盾构进洞和出洞相隔较长时间内盾构刀具磨损严重、风险大、工期长等问题。
上述研究形成了未来深隧工程盾构机进洞和出洞部分的可切削混凝土关键技术，实现盾构刀具磨损的减少以及更换刀具成本的降低，且进一步提高盾构推进的效率，减少劳动力及对施工作业者的技能水平需求，有利于深隧排水领域的快速发展，具有良好的经济效益和社会效益。

Claims (6)

1.一种易切削混凝土，其特征在于由占总重量10~20%的胶凝材料、28~35%的黄砂、40~45%的白云石以及余量的水和外加剂组成，其中，所添加的水：胶凝材料的重量比为0.4~0.45，外加剂为凝胶材料重量的0.8~1.0%，所述的胶凝材料为水泥和粉煤灰的混合物，白云石的粒径为5~16mm。
2.如权利要求1所述的易切削混凝土，其特征在于所述的白云石的含量占总重量的42~44%。
3.如权利要求2所述的易切削混凝土，其特征在于所述的白云石的含量占总重量的43~44%。
4.如权利要求1所述的易切削混凝土，其特征在于由165kg/m3的水、314kg/m3的水泥、79kg/m3的粉煤灰，799 kg/m3的黄砂、1060 kg/m3的白云石、3.93 kg/m3的外加剂构成。
5.如权利要求1所述的易切削混凝土，其特征在于所述的黄砂选用中砂。
6.如权利要求1所述的易切削混凝土，其特征在于所述的外加剂包括减水剂。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102731038A (zh) * 2011-04-07 2012-10-17 上海盾构设计试验研究中心有限公司 一种软土盾构易切削混凝土
CN107352923A (zh) * 2017-08-23 2017-11-17 浙江裕洋隧道管片制造有限公司 用于盾构隧道管片的抗渗混凝土及制备该管片的方法
CN108191326A (zh) * 2018-03-30 2018-06-22 上海隧道工程有限公司构件分公司 可切削混凝土及其制备方法
CN108706921A (zh) * 2018-06-05 2018-10-26 中铁十四局集团大盾构工程有限公司 一种用于盾构端头加固的塑性混凝土及其制备方法

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