CN112830727A - 一种抗侵蚀防腐混凝土盾构管片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗侵蚀防腐混凝土盾构管片，包括以下组份：普通硅酸盐水泥400‑420份、粉煤灰28‑32份、多功能抗侵蚀防腐剂45‑47份、砂子540‑580份、5‑25mm碎石770‑790份、水140‑150份、外加剂5.5‑5.9份、碳纤维110‑120份、减水剂8‑9.2份。该抗侵蚀防腐混凝土盾构管片，通过纤维在混凝土内呈现三维空间网络结构，所以起到支撑集料的作用，在一定程度上阻止了粗、细集料的沉降；同时也降低了混凝土表面的析水现象，有效阻止由于混凝土表面迅速失水造成塑性期较大体积收缩，从而抑制塑性期混凝土表面出现裂缝，多功能抗侵蚀防腐剂显著提升盾构管片抗侵蚀防腐效果好，杜绝渗漏。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，具体为一种抗侵蚀防腐混凝土盾构管片。
背景技术
盾构管片是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最内层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。盾构管片的生产通常采用高强抗渗混凝土，以确保可靠的承载性和防水性能，生产主要利用成品管片模具在密封浇灌混凝土后即可成型。
混凝土的耐腐蚀性能较差，尤其作为下水管道时，容易被酸碱腐蚀，使用寿命一般不超过二十年，而塑料管道虽然耐腐蚀性能较好、流速快，但致命的缺陷是其抗压荷载能力差、刚性强度差，极容易受压而破损，且盾构管片质量直接关系到隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能及承载性能。
发明内容
本发明提供了一种抗侵蚀防腐混凝土盾构管片，具有较好的耐腐蚀性、防水性以及强度高，抗渗能力强的优点，解决了背景技术中提出的问题。
本发明提供如下技术方案：一种抗侵蚀防腐混凝土盾构管片，包括以下组份：普通硅酸盐水泥400-420份、粉煤灰28-32份、多功能抗侵蚀防腐剂45-47份、砂子540-580份、5-25mm碎石770-790份、水140-150份、外加剂5.5-5.9份、碳纤维110-120份、减水剂8-9.2份和矿物掺和料100-120份，所述外加剂由质量比为1:5的4-氟-2-(三氟甲基)苯乙酸与4-氯-2-三氟甲基苯甲醛组成；矿物掺和料为硅灰、粉煤灰的混合物，所述硅灰与粉煤灰的质量比为1:1。
优选的，所述碳纤维的纤度为12-14g/9000m，所述碳纤维的长度为13-17mm，减水剂为聚羧酸减水剂。
优选的，所述砂的细度模数为2.5，表观密度为2690kg/m3,松散堆积密度为1640kg/m3，空隙率为39％，含泥量为0.6％，泥块含量为0.1％，14天的碱集料反应膨胀率为0.08％，5-25mm碎石的表观密度为2800kg/m3,松散堆积密度为1540kg/m3，松散堆积空隙率为45％，压碎值为7％，含泥量为0.5％，针片状颗粒含量为4％，硫化物及硫酸盐含量为0.18％，14天的碱集料反应膨胀率为0.08％。
优选的，所述混凝土采用等级为C50强度混凝土，胶凝材料最小用量320kg/m3，水胶比小于0.36。
优选的，所述混凝土盾构管片表面涂刷聚氨酯二道，其总厚度为120um。
优选的，所述混凝土盾构管片环内所有手孔均应充填硫铝酸盐微膨胀水泥C20细石混凝土。
一种抗侵蚀防腐混凝土盾构管片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：取砂子和5-25mm碎石加入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间为10-14s，得到混合物。
步骤二：取普通硅酸盐水泥、矿物掺和料、粉煤灰和碳纤维加入步骤一中得到的混合物中,搅拌时间为14-18s,得到混合物。
步骤三：取外加剂、减水剂、多功能抗侵蚀防腐剂和水充分进行搅拌混合,然后加入步骤二得到的混合物中进行搅拌40-60s,搅拌完毕后出料，得到成品混凝土。
本发明具备以下有益效果：
1、该抗侵蚀防腐混凝土盾构管片，通过纤维在混凝土内呈现三维空间网络结构，所以起到支撑集料的作用，在一定程度上阻止了粗、细集料的沉降；同时也降低了混凝土表面的析水现象，有效阻止由于混凝土表面迅速失水造成塑性期较大体积收缩，从而抑制塑性期混凝土表面出现裂缝。同时，塑性状态的混凝土强度极低，纤维在塑性状态的混凝土中能承受由于干缩而产生的拉应力，减少并阻止塑性状态下混凝土内部裂缝的产生，从而有效提高了混凝土的力学性能与抗渗性能。
2、该抗侵蚀防腐混凝土盾构管片，通过4-氯-2-三氟甲基苯甲醛和4-氟-2-(三氟甲基)苯乙酸的协同作用，降低了混凝土内部裂缝的产生与扩大，有效提高了混凝土的力学性能与抗渗性能，同时加入多功能抗侵蚀防腐剂显著提升盾构管片抗侵蚀防腐效果好，杜绝渗漏，同时矿物掺和料与水泥进行混合，其不仅减少了水泥的用量，同时也降低了水泥的水化热，延缓了水化温峰，从而避免混凝土表面裂缝产生，进一步提高了混凝土的抗裂、抗侵蚀、抗碳化性能。
具体实施方式
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种抗侵蚀防腐混凝土盾构管片，包括以下组份：普通硅酸盐水泥400-420份、粉煤灰28-32份、多功能抗侵蚀防腐剂45-47份、砂子540-580份、5-25mm碎石770-790份、水140-150份、外加剂5.5-5.9份、碳纤维110-120份、减水剂8-9.2份和矿物掺和料100-120份，外加剂由质量比为1:5的4-氟-2-(三氟甲基)苯乙酸与4-氯-2-三氟甲基苯甲醛组成；矿物掺和料为硅灰、粉煤灰的混合物，硅灰与粉煤灰的质量比为1:1。
其中，碳纤维的纤度为12-14g/9000m，碳纤维的长度为13-17mm，减水剂为聚羧酸减水剂。
其中，砂的细度模数为2.5，表观密度为2690kg/m3,松散堆积密度为1640kg/m3，空隙率为39％，含泥量为0.6％，泥块含量为0.1％，14天的碱集料反应膨胀率为0.08％，5-25mm碎石的表观密度为2800kg/m3,松散堆积密度为1540kg/m3，松散堆积空隙率为45％，压碎值为7％，含泥量为0.5％，针片状颗粒含量为4％，硫化物及硫酸盐含量为0.18％，14天的碱集料反应膨胀率为0.08％。
其中，混凝土采用等级为C50强度混凝土，胶凝材料最小用量320kg/m3，水胶比小于0.36。
其中，混凝土盾构管片表面涂刷聚氨酯二道，其总厚度为120um。
其中，混凝土盾构管片环内所有手孔均应充填硫铝酸盐微膨胀水泥C20细石混凝土。
其中，通过纤维在混凝土内呈现三维空间网络结构，所以起到支撑集料的作用，在一定程度上阻止了粗、细集料的沉降；同时也降低了混凝土表面的析水现象，有效阻止由于混凝土表面迅速失水造成塑性期较大体积收缩，从而抑制塑性期混凝土表面出现裂缝，同时，塑性状态的混凝土强度极低，纤维在塑性状态的混凝土中能承受由于干缩而产生的拉应力，减少并阻止塑性状态下混凝土内部裂缝的产生，从而有效提高了混凝土的力学性能与抗渗性能。
一种抗侵蚀防腐混凝土盾构管片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：取砂子和5-25mm碎石加入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间为10-14s，得到混合物。
步骤二：取普通硅酸盐水泥、矿物掺和料、粉煤灰和碳纤维加入步骤一中得到的混合物中,搅拌时间为14-18s,得到混合物。
步骤三：取外加剂、减水剂、多功能抗侵蚀防腐剂和水充分进行搅拌混合,然后加入步骤二得到的混合物中进行搅拌40-60s,搅拌完毕后出料，得到成品混凝土。
其中，通过4-氯-2-三氟甲基苯甲醛和4-氟-2-(三氟甲基)苯乙酸的协同作用，降低了混凝土内部裂缝的产生与扩大，有效提高了混凝土的力学性能与抗渗性能，同时加入多功能抗侵蚀防腐剂显著提升盾构管片抗侵蚀防腐效果好，杜绝渗漏，同时矿物掺和料与水泥进行混合，其不仅减少了水泥的用量，同时也降低了水泥的水化热，延缓了水化温峰，从而避免混凝土表面裂缝产生，进一步提高了混凝土的抗裂、抗侵蚀、抗碳化性能。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种抗侵蚀防腐混凝土盾构管片，其特征在于：包括以下组份：普通硅酸盐水泥400-420份、粉煤灰28-32份、多功能抗侵蚀防腐剂45-47份、砂子540-580份、5-25mm碎石770-790份、水140-150份、外加剂5.5-5.9份、碳纤维110-120份、减水剂8-9.2份和矿物掺和料100-120份，所述外加剂由质量比为1:5的4-氟-2-(三氟甲基)苯乙酸与4-氯-2-三氟甲基苯甲醛组成；矿物掺和料为硅灰、粉煤灰的混合物，所述硅灰与粉煤灰的质量比为1:1。
2.根据权利要求1所述的一种抗侵蚀防腐混凝土盾构管片，其特征在于：所述碳纤维的纤度为12-14g/9000m，所述碳纤维的长度为13-17mm，减水剂为聚羧酸减水剂。
3.根据权利要求1所述的一种抗侵蚀防腐混凝土盾构管片，其特征在于：所述砂的细度模数为2.5，表观密度为2690kg/m3,松散堆积密度为1640kg/m3，空隙率为39％，含泥量为0.6％，泥块含量为0.1％，14天的碱集料反应膨胀率为0.08％，5-25mm碎石的表观密度为2800kg/m3,松散堆积密度为1540kg/m3，松散堆积空隙率为45％，压碎值为7％，含泥量为0.5％，针片状颗粒含量为4％，硫化物及硫酸盐含量为0.18％，14天的碱集料反应膨胀率为0.08％。
4.根据权利要求1所述的一种抗侵蚀防腐混凝土盾构管片，其特征在于：所述混凝土采用等级为C50强度混凝土，胶凝材料最小用量320kg/m3，水胶比小于0.36。
5.根据权利要求1所述的一种抗侵蚀防腐混凝土盾构管片，其特征在于：所述混凝土盾构管片表面涂刷聚氨酯二道，其总厚度为120um。
6.根据权利要求1所述的一种抗侵蚀防腐混凝土盾构管片，其特征在于：所述混凝土盾构管片环内所有手孔均应充填硫铝酸盐微膨胀水泥C20细石混凝土。
一种抗侵蚀防腐混凝土盾构管片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：取砂子和5-25mm碎石加入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间为10-14s，得到混合物。
步骤二：取普通硅酸盐水泥、矿物掺和料、粉煤灰和碳纤维加入步骤一中得到的混合物中,搅拌时间为14-18s,得到混合物。
步骤三：取外加剂、减水剂、多功能抗侵蚀防腐剂和水充分进行搅拌混合,然后加入步骤二得到的混合物中进行搅拌40-60s,搅拌完毕后出料，得到成品混凝土。
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