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[摘 要] 针对不同掺合料管片混凝土配合比多项性能指标的对比评价，研究得出合理配合比。与其他工程混凝土配合比相比，该配合比突出的特点：大量使用了矿渣掺合料，降低水泥用量。试验结果表明，该配合比不但能满足管片技术要求，同时降低了水泥水化热，满足在潮湿环境下混凝土的耐久性。
一、概述
西气东输二线管道工程南昌～上海支干线钱塘江盾构隧道工程由中国石油天然气管道工程有限公司设计施工总承包，北岸位于浙江省海宁周王庙镇荆山村张岸上组，南岸位于浙江省杭州市萧山区头蓬镇七工段。全线长度3239m，盾构隧道实长3094m。钢筋混凝土管片，每环由1块封顶块、2块邻接块、3块标准块构成，管片数量计约2570环，管片混凝土方量计约7380m3。所有管片为单一型号，管片钢筋采用HPB235级、HRB335级，管片混凝土强度指标为C50，抗渗等级为P12，管片的外径为3540mm、内径为3080mm、厚度为230mm，环宽为1200mm。混凝土预制管片是应用于地下隧道工程的高精度装配式混凝土预制构件。
二、管片混凝土配合比研究方案
1、混凝土配合比研究目标
盾构管片是用于潮湿环境中，管片混凝土强度指标为C50，抗渗等级为P12。在设计有特殊要求的混凝土配合比时，不但要满足其抗压强度指标，同时也要满足抗渗等级指标。
2、采取的措施和对策
加大掺合料用量，减少水泥用量，提高混凝土稳定性和使用寿命；选用优质低碱水泥，控制水胶比；并缩短工作周期，降低产品成本；控制混凝土坍落度，确保管片混凝土密实性；
通过多次试验，确定首选材料如下：
1)水泥：选用宁国海螺水泥股份有限公司低碱P.Ⅱ52.5R其性能见表：
2.掺合料:
A、磨细矿粉：通过大量试验对比，在盾构管片配合比中掺加大量磨细矿粉，有效地降低混凝土中水泥水化热，减少管片因收缩产生的裂纹。其磨细矿粉主要技术参数如下：
盾构管片处于潮湿环境下，对单方混凝土碱含量要求非常重要，用矿粉等量代替水泥可降低胶凝材料的有效碱含量。因为矿粉中的SiO2，AI2O3与水化合生成CH进行二次反应，降低了混凝土硬化后的碱度，增加水泥水化产物，防止碱-集料反应发生。经过对矿粉细度、CaO和AI2O3含量以及与减水剂相容性试验比较，本工程首选上海一家掺合料厂生产的矿粉，有效降低混凝土碱含量。
B、粉煤灰：寧波镇海众茂粉煤灰有限公司Ⅱ级粉煤灰，其性能指标：
检测该混凝土总碱含量为2.25Kg/m3，满足CECS207：2006《高性能混凝土运用技术规程》中的“控制混凝土中总碱含量不大于3.0Kg/m3”的要求；
检测该混凝土试样氯离子含量为0.006%，满足GB50164-1992《混凝土质量控制标准》
结论：
通过试生产，按照管片标准《预制混凝土衬砌管片》对成品进行抗压、拉拔、弯曲、检漏以及外观质量检验，均符合管片设计规范要求。经过多次试验论证，该配合比配制的混凝土保证了管片各项技术指标，掺合料用量加大保证了管片的耐久性和稳定性，使总的胶凝材料用量少，保证了混凝土的和易性、稳定性以及耐久性满足施工要求，同时减少了水泥用量，降低了管片生产成本。
到目前为止，该配合比共预制盾构管片1680环，管片外观质量圆滑平整，颜色亮白一致，气泡少，无缺棱掉角等外观缺陷，进反复试验完全符合设计和规范要求。得到了业主单位、监理单位以及相关同胞单位的一致好评。
设计依据及参考文献
[1]GB22082-2008《预制混凝土衬砌管片》
[2]GB50299-1999《地下铁道工程施工验收规范》
[3]GB50202-2002《混凝土结构工程质量验收规范》
[4]JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》■
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一、概述
西气东输二线管道工程南昌～上海支干线钱塘江盾构隧道工程由中国石油天然气管道工程有限公司设计施工总承包，北岸位于浙江省海宁周王庙镇荆山村张岸上组，南岸位于浙江省杭州市萧山区头蓬镇七工段。全线长度3239m，盾构隧道实长3094m。钢筋混凝土管片，每环由1块封顶块、2块邻接块、3块标准块构成，管片数量计约2570环，管片混凝土方量计约7380m3。所有管片为单一型号，管片钢筋采用HPB235级、HRB335级，管片混凝土强度指标为C50，抗渗等级为P12，管片的外径为3540mm、内径为3080mm、厚度为230mm，环宽为1200mm。混凝土预制管片是应用于地下隧道工程的高精度装配式混凝土预制构件。
二、管片混凝土配合比研究方案
1、混凝土配合比研究目标
盾构管片是用于潮湿环境中，管片混凝土强度指标为C50，抗渗等级为P12。在设计有特殊要求的混凝土配合比时，不但要满足其抗压强度指标，同时也要满足抗渗等级指标。
2、采取的措施和对策
加大掺合料用量，减少水泥用量，提高混凝土稳定性和使用寿命；选用优质低碱水泥，控制水胶比；并缩短工作周期，降低产品成本；控制混凝土坍落度，确保管片混凝土密实性；
通过多次试验，确定首选材料如下：
1)水泥：选用宁国海螺水泥股份有限公司低碱P.Ⅱ52.5R其性能见表：
2.掺合料:
A、磨细矿粉：通过大量试验对比，在盾构管片配合比中掺加大量磨细矿粉，有效地降低混凝土中水泥水化热，减少管片因收缩产生的裂纹。其磨细矿粉主要技术参数如下：
盾构管片处于潮湿环境下，对单方混凝土碱含量要求非常重要，用矿粉等量代替水泥可降低胶凝材料的有效碱含量。因为矿粉中的SiO2，AI2O3与水化合生成CH进行二次反应，降低了混凝土硬化后的碱度，增加水泥水化产物，防止碱-集料反应发生。经过对矿粉细度、CaO和AI2O3含量以及与减水剂相容性试验比较，本工程首选上海一家掺合料厂生产的矿粉，有效降低混凝土碱含量。
B、粉煤灰：寧波镇海众茂粉煤灰有限公司Ⅱ级粉煤灰，其性能指标：
检测该混凝土总碱含量为2.25Kg/m3，满足CECS207：2006《高性能混凝土运用技术规程》中的“控制混凝土中总碱含量不大于3.0Kg/m3”的要求；
检测该混凝土试样氯离子含量为0.006%，满足GB50164-1992《混凝土质量控制标准》
结论：
通过试生产，按照管片标准《预制混凝土衬砌管片》对成品进行抗压、拉拔、弯曲、检漏以及外观质量检验，均符合管片设计规范要求。经过多次试验论证，该配合比配制的混凝土保证了管片各项技术指标，掺合料用量加大保证了管片的耐久性和稳定性，使总的胶凝材料用量少，保证了混凝土的和易性、稳定性以及耐久性满足施工要求，同时减少了水泥用量，降低了管片生产成本。
到目前为止，该配合比共预制盾构管片1680环，管片外观质量圆滑平整，颜色亮白一致，气泡少，无缺棱掉角等外观缺陷，进反复试验完全符合设计和规范要求。得到了业主单位、监理单位以及相关同胞单位的一致好评。
设计依据及参考文献
[1]GB22082-2008《预制混凝土衬砌管片》
[2]GB50299-1999《地下铁道工程施工验收规范》
[3]GB50202-2002《混凝土结构工程质量验收规范》
[4]JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》■
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文