[发明专利]一种隧道混凝土专用掺合料

说明书

技术领域

 本发明属于混凝土技术领域，具体涉及一种隧道混凝土专用掺合料。

背景技术

在我国公路隧道大规模建设的今天，由于隧道穿越山体的工程地质及水文地质条件复杂多变，隧道受设计及施工技术条件的限制，隧道混凝土工程质量出现了不容忽视的问题。隧道混凝土的强度劣化、渗水、冻害，隧道的安全、养护和维修都面临严峻挑战。

2001年《铁道隧道设计规范》中提出“本规范将隧道结构的设计使用寿命为100年”，也就是说铁路隧道结构的使用寿命将超过100年，然而近年来混凝土结构因耐久性问题破坏的事例举不胜举，甚至国内很多重点工程在修建过程中就开始维修。据调查，我国1998年铁路隧道结构受腐蚀裂损的共有734座；90-97年隧道修补费用达到了3.56亿左右。

针对隧道混凝土的强度、抗渗性、抗冻性等问题，主要从矿物掺合料角度进行分析研究。现有隧道混凝土掺合料一般有粉煤灰、普通矿渣粉和硅灰单一或混合组成，硅灰的价格较为昂贵；粉煤灰存在早期活性较低和质量波动性较大和稳定性较差等弱点；普通矿渣粉单一的掺加效果并没有大家想象的那么好，所以现在工程中都注重多组分混合的方式来替代水泥，简单的混合也存在诸多问题，混凝土凝结时间过长、早期强度大幅度下降，硅灰混凝土引起收缩裂缝等问题。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供了一种隧道混凝土专用掺合料。该方案由超细矿渣粉和减水剂组成的掺合料，既可以提高混凝土的早期强度，又可以改善混凝土的耐久性。高活性、高耐久性，能明显改善混凝土的抗渗性和抗冻性。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：隧道混凝土专用掺合料，按重量份数比包括下列组分：超细矿渣粉90—95份、减水剂5—10份。

本发明所述的超细矿碴粉的比表面积为1200～2000m²/kg，平均粒径小于等于2μm。

本发明所述的减水剂为聚羧酸高效减水剂。

本发明的制备方法为：按重量份数比分别称取上述原料，用搅拌机混合均匀，均化贮存后进行主要组分、需水量等性能检验，然后包装，即得到本发明所提出的隧道混凝土专用掺合料。

本发明的有益效果是：隧道混凝土专用掺合料，由比表面积为1200-2000m²/kg的超细矿渣粉和减水剂组成的掺合料，高活性、高耐久性，可以在低掺量（大约占胶凝材料总量的10-20％）的情况下，提高混凝土的早期强度，改善混凝土的工作性能，明显改善混凝土的抗渗性和抗冻性。

具体实施方式

实施例1、2和3以下表1中物理性能的超细矿渣粉为例对本发明做进一步详细说明：

下表2为本发明三个实施例隧道混凝土专用掺合料的组份：

下表3为上述三个实施例在混凝土中的应用效果对照表：

注：所用水泥为山水52.5R硅酸盐水泥。

试验结果分析：掺合料的加入，混凝土的早期和后期抗压强度都有不同程度的提高，减水剂掺量在6—10%之间时，掺合料中减水剂掺加比例越大，混凝土抗压强度越大。

下表4为掺入本发明的实施例1、2、3掺合料的混凝土耐久性能对比：

表4混凝土的耐久性能

试验结果分析：对比未掺加掺合料的混凝土，掺加掺合料以后，混凝土的抗碳化、抗渗、抗冻性能明显改善，氯离子扩散系数、电通量也明显降低，说明掺加本发明的掺合料使混凝土的耐久性大大提高。

下面对不同比表面积的超细矿渣粉的应用效果进行对比：

下表5为用不同细度的超细粉配制的隧道混凝土专用掺合料的组份：

实施例4以下表6中物理性能的超细矿渣粉为例详细说明：

实施例5以下表7中物理性能的超细矿渣粉为例详细说明：

下表8为上述三个实施例在混凝土中的应用效果对照表：

试验结果分析：对比不同细度的超细粉，不论是早期还是后期强度，比表面积越大强度越高。

下表9为掺入本发明的实施例4、2、5掺合料的混凝土耐久性能对比：

表9混凝土的耐久性能

试验结果分析：对比不同细度的超细粉，比表面积越大，抗碳化、抗渗、抗冻性能、氯离子扩散系数、电通量越好。