CN111423183A - 盾构管片自密实混凝土成型工艺 - Google Patents

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刘庆民
陈洪志
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Abstract

本发明提出一种盾构管片自密实混凝土成型工艺，该工艺先制备混凝土，然后准备模具，清理模具并涂抹脱模剂，测量模具尺寸，放入钢筋笼，焊接注浆头，盖压盖；然后浇筑，浇筑高度基于自密实混凝土本身的特性，采用集中匀速下料的方式浇筑自密实混凝土，料斗下料口高度为距离模具口40cm处，有效避免由于浇筑高度过高或过低引起的混凝土泌水、离析现象；最后养护。解决了管片混凝土成型工艺消耗较高的能源，且会产生较大噪音，同时振动台的强烈振动对管片保护层也会产生影响的问题。本发明采用自密实混凝土进行盾构管片的浇筑，无需振动，避免了由振动引起的模具变型和噪声污染，节约了振动时消耗的电能，降低了生产成本，经济和社会效益显著。

Description

盾构管片自密实混凝土成型工艺
技术领域
本发明具体涉及一种盾构管片自密实混凝土成型工艺，属于混凝土管片技术领域。
背景技术
盾构管片是地铁隧道施工最内层的屏障，承载着抵抗土层压力，地下水压力的作用，盾构管片的质量直接关系到隧道整体的质量和安全，其设计使用年限为100年，所以管片的质量极其重要。盾构管片中钢筋笼配筋复杂所以用普通混凝土浇筑时要振捣。目前厂家生产地铁盾构管片常用的成型方式有三种：插入式高频振动棒振动成型、附着式振动器振动成型、振动台振动成型等。在振动台振动或者振动器振捣的过程需要消耗较高的能源，产生较大的噪音污染。并且在浇筑之前需要把钢筋笼放到模具中，将垫块放到钢筋笼与模具之间来确保管片保护层的厚度。但使用振捣棒振动成型时，避免不了会接触到配筋复杂的钢筋笼，而与在钢筋笼与模具之间的垫片就会有脱落的风险。普通混凝土浇筑盾构管片的时间大约为3-5分钟，振捣时间过短会使混凝土不能充分灌入模具与钢筋笼的空隙中，振捣时间过长则会导致混凝土离析，导致盾构管片外弧面保护层过厚。
发明内容
本发明为了解决上述提到的管片混凝土成型工艺消耗较高的能源，并且会产生较大的噪音污染，提供了一种盾构管片自密实混凝土成型工艺。
本发明提出一种盾构管片自密实混凝土成型工艺，具体包括以下步骤：
第一步：制备混凝土，原材料包括：砂子、碎石、水泥、外加剂、硅粉和矿粉，其配合比为：水泥323kg/m3、矿粉215kg/m3、硅粉25kg/m3、砂子780kg/m3、碎石816kg/m3、水178kg/m3以及外加剂6.45kg/m3；
第二步：准备模具，放钢筋笼，
清理模具并涂抹脱模剂，测量模具尺寸，放入钢筋笼，焊接注浆头，盖压盖；
第三步：进行自密实混凝土性能试验，需达到如下标准：塌落扩展度为700±10mm，U型箱实验填充高度330±5mm，V型漏斗通过时间12±2s；
第四步：浇筑，浇筑高度基于自密实混凝土本身的特性，采用集中匀速下料的方式浇筑自密实混凝土，浇筑时间控制在60-80s，料斗下料口高度为距离模具口40cm处，有效避免由于浇筑高度过高或过低引起的混凝土泌水、离析现象；
第五步：养护，采取自然养护或者蒸汽养护，自然养护24小时或蒸汽养护结束后，水养池中养护七天，取出后浇水养护七天，保证自密实混凝土管片的强度。
优选地，第一步中，所述砂子为天然中砂。
优选地，第一步中，所述碎石为5-20mm碎石。
优选地，第一步中，所述水泥为P·O42.5低碱型水泥。
优选地，第一步中，所述外加剂为聚羧酸高性能减水剂。
优选地，第一步中，所述矿粉型号为S95。
本发明提出一种盾构管片自密实混凝土成型工艺的有益效果为：
为响应国家节能减排的政策，本发明提出了盾构管片自密实混凝土成型工艺，本工艺采用自密实混凝土进行盾构管片的浇筑，无需振动，避免了由振动引起的噪声污染，节约了振动时消耗的电能，降低了生产成本，避免了由于振捣棒振捣时碰触钢筋笼可能导致的垫块脱落问题，并将浇筑时间由3-5分钟降低为70s左右，节约了浇筑时间，经济效益和社会效益显著。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：
具体实施方式一：本实施方式所述的一种盾构管片自密实混凝土成型工艺，具体包括以下步骤：
第一步：制备混凝土，原材料包括：砂子、碎石、水泥、外加剂、硅粉和矿粉；其配合比为：水泥323kg/m3、矿粉215kg/m3、硅粉25kg/m3、砂子780kg/m3、碎石816kg/m3、水178kg/m3以及外加剂6.45kg/m3；
所述砂子为天然中砂，所述碎石为5-20mm碎石，所述水泥为P·O42.5低碱，所述外加剂为聚羧酸高性能减水剂，所述矿粉为S95。
第二步：准备模具，放钢筋笼，
具体为：清理模具并涂抹脱模剂，测量模具尺寸，放入钢筋笼，焊接注浆头，盖压盖；
第三步：进行自密实混凝土性能试验，需达到如下标准：塌落扩展度为700±10mm，U型箱实验填充高度330±5mm，V型漏斗通过时间12±2s；
第四步：浇筑，浇筑高度基于自密实混凝土本身的特性，采用集中匀速下料的方式浇筑自密实混凝土，浇筑时间控制在60-80s，料斗下料口高度为距离模具口40cm处，有效避免由于浇筑高度过高或过低引起的混凝土泌水、离析现象；
第五步：养护，采取自然养护或者蒸汽养护，自然养护24小时或蒸汽养护结束后，水养池中养护七天，取出后浇水养护七天，保证自密实混凝土管片的强度。较长的养护时间可以有效的保证自密实混凝土管片的强度。
自密实混凝土管片的配置，由于地铁管片结构复杂，分布筋较多，对自密实混凝土的流动性要求非常高。经过一系列的配制，最终确定了适用于盾构管片的自密实混凝土。原材料包括：砂子：天然中砂，碎石：5-20mm碎石，水泥：P·O42.5低碱，外加剂：聚羧酸高性能减水剂，硅粉，矿粉：S95。
混凝土性能：混凝土强度等级：C50；混凝土塌落扩展度：700±50(mm)；U型箱填充高度：320mm以上；T50试验：5-20(s)；V型漏斗通过时间：10-25(s)；下料高度：40cm，下料方式：匀速连续下料。
所述的一种盾构管片自密实混凝土成型工艺的工作原理为：
现阶段国内管片成型工艺都采用常规混凝土浇筑振捣的方式进行，浇筑过程中将管片模具固定到振动台上，边振动边浇筑。本工艺使用的自密实混凝土本身具有高流动性，均匀性和稳定性，浇筑时无需外力振捣，能够在自重的作用下流动并充满整个模具空间。并且由于不需要震动，可以更有效的确保管片的保护层厚度和注浆头的浇筑质量。通过多次试验，根据管片模具尺寸的大小调整了下料口的大小和料斗的下料高度，最终确定了最佳浇筑高度和下料方式，保证自密实混凝土在浇筑管片的过程中不会产生离析的现象。用此方法浇筑的自密实混凝土管片外观、混凝土强度、抗渗等级等满足标准要求。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，还可以是上述各个实施方式记载的特征的合理组合，凡在本发明精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种盾构管片自密实混凝土成型工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：
第一步：制备混凝土，原材料包括：砂子、碎石、水泥、外加剂、硅粉和矿粉，其配合比为：水泥323kg/m3、矿粉215kg/m3、硅粉25kg/m3、砂子780kg/m3、碎石816kg/m3、水178kg/m3以及外加剂6.45kg/m3；
第二步：准备模具，放钢筋笼，
清理模具并涂抹脱模剂，测量模具尺寸，放入钢筋笼，焊接注浆头，盖压盖；
第三步：进行自密实混凝土性能试验，需达到如下标准：塌落扩展度为700±10mm，U型箱实验填充高度330±5mm，V型漏斗通过时间12±2s；
第四步：浇筑，浇筑高度基于自密实混凝土本身的特性，采用集中匀速下料的方式浇筑自密实混凝土，浇筑时间控制在60-80s，料斗下料口高度为距离模具口40cm处，有效避免由于浇筑高度过高或过低引起的混凝土泌水、离析现象；
第五步：养护，采取自然养护或者蒸汽养护，自然养护24小时或蒸汽养护结束后，水养池中养护七天，取出后浇水养护七天，保证自密实混凝土管片的强度。
2.根据权利要求1所述的盾构管片自密实混凝土成型工艺，其特征在于，第一步中，所述砂子为天然中砂。
3.根据权利要求1所述的盾构管片自密实混凝土成型工艺，其特征在于，第一步中，所述碎石为5-20mm碎石。
4.根据权利要求1所述的盾构管片自密实混凝土成型工艺，其特征在于，第一步中，所述水泥为P·O42.5低碱型水泥。
5.根据权利要求1所述的盾构管片自密实混凝土成型工艺，其特征在于，第一步中，所述外加剂为聚羧酸高性能减水剂。
6.根据权利要求1所述的盾构管片自密实混凝土成型工艺，其特征在于，第一步中，所述矿粉型号为S95。
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