高钛重矿渣轻骨料对盾构隧道管片混凝土性能的影响

为了解决现有盾构隧道管片混凝土材料存在的易开裂、渗漏等耐久性问题,基于密实骨架堆积设计原理和高钛重矿渣轻骨料的轻质和内养护特性,设计制备了一种C50轻质隧道管片混凝土,并研究了该混凝土的耐久性能。试验结果表明:利用高钛重矿渣轻骨料可以制备出性能优异的盾构隧道用C50轻质管片混凝土,该轻质隧道管片混凝土工作性能良好,表观密度仅为1980 kg/m^(3),28 d抗压强度可达61.0 MPa以上,180 d收缩率仅为265με,抗渗等级达P12,氯离子渗透系数仅为1.3×10^(-12) m^(2)/s,抗碳化性能、抗硫酸盐侵蚀性能和抗冻性能优异;高钛重矿渣轻骨料的强度、表观密度、颗粒级配和掺量等是影响该轻质管片混凝土性能的关键因素;高钛重矿渣轻骨料的内养护效应是提升该轻质隧道管片混凝土耐久性的关键。

养护制度对轻质管片混凝土力学性能和水化性能的影响

为了明确轻质管片混凝土的最佳养护制度,利用力学性能和^(29)Si NMR试验分别研究了标准养护、蒸汽养护和蒸压养护对轻质管片混凝土抗压强度、抗折强度、水化程度和C-S-H聚合度的影响。结果表明:蒸汽养护和蒸压养护相对标准养护均可显著提升轻质管片混凝土3 d龄期的力学性能、水化程度和C-S-H凝胶聚合度,但28d龄期时的提升效果一般;轻质管片混凝土宜根据生产周期和成本要求选择蒸汽养护制度或标准养护制度。

蒸养参数对轻质管片混凝土力学性能的影响

为了明确基于高钛重矿渣轻骨料制备的盾构隧道轻质管片混凝土的蒸养工艺,通过抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和弹性模量试验,研究了静养时间、恒温温度和恒温时间等蒸养工艺参数对轻质管片混凝土力学性能的影响。结果表明:随静养时间由2 h延长至5 h,轻质管片混凝土的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和弹性模量均明显增大;随恒温温度由40℃升高至70℃或恒温时间由4 h延长至16 h,轻质管片混凝土的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和弹性模量均先增高后降低,在恒温温度60℃和恒温时间12 h时各性能指标达到最佳;预湿高钛重矿渣轻骨料的内养护效应可以改善蒸汽养护对混凝土造成的热损伤。