衬砌混凝土配合比选定及应用-tdjz

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1、衬砌混凝土的配合比选定及应用衬砌混凝土的配合比选定及应用中铁十三局集团公司五公司　李学勇内容提要：根据隧道衬砌混凝土的施工工艺特点及施工现场条件，对衬砌采用的泵送混凝土的原材料选择、配合比选定以及施工应用的方面进行了试验和现场跟踪研究，取得了较好的经济和社会效益。关键词：泵送混凝土原材料选择配合比设计施工工艺兰武铁路二线工程第二长隧火烧沟隧道全长3586米，为双线隧道，隧道净空按通行双层集装箱设计。全隧道采用曲墙带仰拱衬砌，部分地段采用钢筋混凝土模筑衬砌，其它均为复合式衬砌，衬砌混凝土总量计66772m3。根据施工现场狭窄、障碍物较多、二

2、次衬砌部分有薄壁、混凝土具有抗渗性要求等特点，我们在施工中采用了泵送混凝土的施工方法，这种方法具有输送速度快，输送范围大，生产效率高，质量易保证的特点。但泵送混凝土对材料要求较严，对混凝土配合比要求较高，混凝土必须保证连续输送，避免因较长时间的间歇而造成堵塞。为此，本标段试验室对泵送混凝土的原材料选用、配合比设计选定以及泵送混凝土的施工工艺方面结合隧道衬砌施工特点在减少收缩、防止裂缝、提高抗渗性、改善耐久性方面作了大量试验和深入研究。1.泵送混凝土对原材料的要求泵送混凝土施工要求混凝土具有可泵性，即混凝土拌合料在泵压作用下，能在输送管道中

3、连续稳定地通过而不产生离析的性能。可泵性良好的混凝土具有较好的粘塑性，混凝土泌水小，不易分离。混凝土的可泵性，主要取决于拌合料本身的和易性。在施工中，我们往往根据坍落度来判断其和易性，坍落度越小，要求的泵压越高。坍落度小于5cm时，摩擦力很大，虽然可以通过提高泵压来实现泵送，但在此高压下，混凝土极易吸水，最终使管道堵塞。但如果坍落度过大（如20cm以上），虽然泵压降低，但拌合料的离析现象很明显，也会造成管道堵塞。针对本隧道衬砌最大输送高度约为10m，最远泵送距离为40m的实际，我们选定泵送混凝土的坍落度为12～14cm。1.1胶凝材料—水

4、泥1.1.1要保证混凝土具有可泵性，很重要的一点是混凝土必须具有一定的保水性。我们选用永登水泥厂生产的“祁连山牌”掺加了粉煤灰的32.5级普通硅酸盐水泥。此水泥保水性好、泌水性小，而且由于其掺加了粉煤灰的原因，还能改善混凝土的粘塑性和保水性，增加其缓凝性，有利于混凝土的泵送需求。此种水泥试验室检测后的品质检验基本指标见表1。1.1.2第7页.共7页衬砌混凝土的配合比选定及应用在泵送混凝土中，水泥砂浆起到润滑输送管道和传递压力的作用，所以水泥用量的多少对其可泵性非常重要。水泥用量过少，混凝土的和易性差，泵送阻力大，泵和输送管的磨损亦加剧，容

5、易堵塞；水泥用量过多，不但不经济，而且水化热高，混凝土粘性增高，也会增大泵送阻力。我国《钢筋混凝土工程施工及验收规范》规定泵送混凝土最少水泥用量宜为300Kg/m3。试验室根据混凝土的设计强度等级、泵压、输送距离等经试配、试送确定本工程C20泵送混凝土水泥用量为330Kg/m3,C25泵送混凝土水泥用量为360Kg/m3。“祁连山”牌P.O32.5级水泥品质检验基本指标表1项目检验结果项目检验结果烧失量(%)2.01安定性合格三氧化硫(%)2.15混合材料(%)品种粉煤灰氧化镁(%)1.52掺加量13.4细度(%)1.2抗折强度3d5.1

6、比表面积(m2/Kg)43228d7.9凝结时间(h:min)初凝2:27抗压强度3d21.9终凝3:3028d42.3　　1.2骨料泵送混凝土的骨料分为粗骨料和细骨料，骨料的种类、形状、粒径和级配对泵送混凝土的性能有很大影响，必须严加控制。1.2.1粗骨料　本工程泵送混凝土粗骨料选用的是坚硬耐久、摩擦较小的河卵石，其最大粒径与输送管内径之比小于或等于1:2.5，这是根据三个石子在同一断面处相遇最容易引起阻塞的原理推算出来的。同时又根据钢筋间距及输送管管径，确定使用当地的5～40mm粒径的连续级配卵石，试验结果如表2。卵石取样试验结果表2

7、试验项目规范要求值试验值兴盛卵石小坡卵石靖生卵石含泥量(%)≤1.00.41.70.3泥块含量(%)≤0.50.20.50.2压碎指标值(%)≤16978针片状颗粒含量(%)≤10684含水率(%)－1.11.01.0坚固性≤8645级配情况5～40mm良好不良良好1.2.2细骨料　第7页.共7页衬砌混凝土的配合比选定及应用泵车对混凝土用砂要求细度模数在2.5～3.0之间的坚固耐久的中砂，其中粒径在0.315mm以下的细骨料所占比例不应小于15%，这对改善泵送混凝土的泵送性能非常重要。砂的细度模数过小会增加混凝土用水量和水泥用量，加速泵机

8、磨损；细度模数过大，则可泵性变差，容易产生离析和堵管现象。我们对兴盛、小坡、靖生三个料场的砂样进行了试验，结果如表3。砂取样试验结果表3试验项目规范要求值检测结果兴盛河砂小坡河砂靖生河砂黄羊山