武汉长江隧道C50管片混凝土的设计与制备

摘要

在盾构隧道中，管片是最重要和最关键的结构构件，若干预制管片或砌块拼装而成隧道衬砌结构体，管片必须满足工程结构所要求的的物理力学性能和耐久性，因此，管片性能的优劣对盾构隧道工程质量和服役寿命具有决定性的影响。 本文依托武汉市科技攻关项目和武汉长江隧道工程，针对C50管片混凝土的设计要求，选择适宜的原材料，通过密实骨架堆积方法确定了C50高性能管片混凝土配合比。 系统研究了蒸养制度各个关键因素对于C50管片混凝土的物理力学性能的影响，并就各个蒸养过程中关键因素的取值范围作了讨论，提出了建议性蒸养制度；系统研究蒸养制度各个关键因素对于C50管片混凝土的长期体积稳定性能的影响，包括收缩和徐变的影响，并提出了蒸养环境下，C50管片混凝土的内部湿度与自收缩之间的关系式。系统研究蒸养制度各个关键因素对于C50管片混凝土的抗氯离子扩散性能的影响，并采用灰色关联分析方法对混凝土的氯离子扩散系数与其关联因子进行灰色关联分析，找出影响混凝土抗氯离子渗透性的主要因素。 通过XRD、SEM和孔结构等微观测试手段研究了蒸养C50高性能管片混凝土的微观结构形成过程与孔结构分布规律，探明了蒸养制度对C50高性能管片混凝土的相组成、结构及其耐久性的影响。 本方案应用于武汉市长江隧道管片生产中，制备的C50混凝土管片已应用于武汉市长江隧道，管片外观圆滑平整，气泡少，无缺棱掉角现象，经现场拼装质量完全达到设计要求。在280t最大推力作用下管片没有出现裂缝，表明管片质量过硬。

目录

文摘

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声明

第1章绪 论

1.1课题研究背景

1.1.1前言

1.1.2蒸养管片混凝土的发展

1.2混凝土蒸汽养护的研究

1.2.1蒸汽养护流程

1.2.2蒸养混凝土硬化的物理化学过程

1.3本文研究的内容

1.4本课题的研究目的与意义

第2章C50管片混凝土的配合比优化

2.1原材料的优选

2.1.1水泥

2.1.2砂

2.1.3石

2.1.4掺合料

2.1.5外加剂

2.2原材料的确定

2.3配合比优化

2.3.1实验方法

2.3.2配合比设计基本要求

2.2.3正交试验方案设计

2.2.4正交试验结果

2.4 C50管片混凝土的配合比优化设计

2.4.1粉煤灰配制C50管片混凝土

2.4.2矿粉配制C50管片混凝土

第3章蒸养制度对C50管片混凝土力学性能和收缩性能的影响

3.1试验原材料和方法

3.1.1原材料

3.1.2实验方法

3.2对C50管片混凝土物理力学性能的影响

3.2.1养护条件对C50管片混凝土的物理力学性能的影响

3.2.2蒸养制度对C50管片混凝土物理力学性能的影响

3.2.3矿物掺合料对C50管片混凝土物理力学性能的影响

3.3蒸养制度对C50管片混凝土体积稳定性能的影响

3.3.1不同养护条件下C50管片混凝土的收缩变形规律

3.3.2蒸养制度对C50管片混凝土体积收缩性能的影响

3.3.3矿物掺合料对C50管片混凝土收缩性能的影响

3.3.4 C50管片混凝土的内部湿度与自收缩的关系

3.4 C50管片混凝土的徐变性能

3.4.1徐变的影响因素

3.4.2试验及结果分析

3.5本章小结

第4章蒸养制度对C50管片混凝土抗渗性能和微观结构的影响

4.1试验原材料和方法

4.1.1原材料

4.1.2实验方法

4.2蒸养制度对C50管片混凝土抗渗性能的影响

4.2.1试验养护制度

4.2.2试验结果

4.2.3显著影响因素的确定

4.3微观分析

4.3.1 XRD

4.3.2 SEM

4.3.3孔结构

4.4本章小结

第5章C50混凝土管片的制备

5.1 C50混凝土管片技术要求和特点

5.2 C50混凝土管片工艺流程及主要施工方法

5.2.1工艺流程

5.2.2管片生产配合比

5.2.3养护工艺

5.2.4现场生产情况图片

5.3 C50混凝土管片性能检验

5.3.1管片三环拼装检验

5.3.2单块管片抗渗检验

5.4本章小结

第6章结论

参考文献

致 谢

附录