[发明专利]一种用于铁路隧道衬砌的自充填混凝土

说明书

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种用于铁路隧道衬砌的自充填混凝土，其特征在于由胶凝组分、抗裂组分、粘度调节组分、水化温升抑制组分、抗腐蚀组分、抗冻组分、减水组分、骨料、水按一定比例在强制式搅拌机中搅拌而成。该混凝土在微振作用下具有优越的自充填性、间隙通过性、动态稳定性、高稳健性和抗开裂性等性能特点，适用于铁路隧道衬砌结构，也适用于公路隧道、水利隧道及地下工程等领域。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种用于铁路隧道衬砌的自充填混凝土，适用于铁路隧道衬砌结构，也适用于公路隧道、水利隧道及地下工程领域。

背景技术

我国铁路工程隧道结构多采用复合式衬砌，复合式隧道结构特点为：服役地质环境复杂、 曲面结构构造以及施工操作空间狭小，衬砌混凝土在封闭模腔内流动阻力大，致使仰拱出现 灌注不密实或蜂窝狗洞；混凝土灌注时落差大且流动距离长(6m以上)造成混凝土由于动态 稳定性差引起的强度不足或离散性大；衬砌混凝土内部设置具有保温功能的防水板造成混凝 土内侧温峰最高而引起温度开裂。以上问题的发生会影响隧道衬砌混凝土的耐久性和服役寿 命，严重时会危及列车行车安全。日本新干线已发生多起因施工质量导致的隧道二次衬砌混 凝土掉块中断行车的事故。

德国对二次衬砌混凝土采用单层钢筋网护面结构来解决衬砌混凝土质量问题，但存在钢筋网护面结构造价高、施工困难、工程耗时长的问题。我国也开发衬砌灌注台车以及养护台车来解决衬砌混凝土施工和养护问题。鉴于隧道衬砌特殊结构和施工工况特点，为攻克上述问题，利用混凝土材料自身智能动力来解决由于施工因素导致的衬砌质量缺陷和耐久性不足等问题。针对隧道衬砌狭小空间、曲面结构、封闭模腔、内置钢筋网和内设防水板等特点，隧道衬砌混凝土必须具有自充填性（依靠自身重力充填模腔的能量）、间隙通过性（无阻碍、不离析地通过钢筋间隙的能量）、高动态稳定性（浇筑高程和水平流动过程中保持各组分均匀性的能力）、高稳健性（抵抗原材料性能指标波动及计量偏差对混凝土拌和物产生影响的能力）和抗开裂性（抑制因混凝土温度和干燥收缩导致开裂的能力）五种优异性能。

发明内容

本发明基于铁路工程隧道衬砌对混凝土自充填性、间隙通过性、动态稳定性、高稳健性、抗开裂性要求高的工程背景，创造性的发明了一种包含胶凝组分、抗裂组分、粘度调节组分、水化温升抑制组分、抗腐蚀组分（腐蚀环境）、抗冻组分（冻融破坏环境）、减水组分、骨料及拌和水等组分的铁路隧道衬砌自充填混凝土

本发明的技术方案：一种用于铁路隧道衬砌的自充填混凝土，其特征在于由胶凝组分、抗裂组分、黏度调节组分、水化温升抑制组分、抗腐蚀组分（腐蚀环境）、抗冻组分（冻融破坏环境）、减水组分、骨料、水按一定比例在强制式搅拌机中搅拌而成，各组分比例为：

胶凝组分：300-550 kg/m³

抗裂组分：0-50 kg/m³

黏度调节组分：1-5 kg/m³

水化温升抑制组分：0-80 kg/m³

防腐蚀组分：0-10 kg/m³

抗冻组分：0-50 kg/m³

减水组分：2-8 kg/m³

骨料：1600-2000 kg/m³

水：140-170 kg/m³。

本发明中，所述混凝土坍落扩展度为450mm~550mm，振动扩展度不大于650mm，振动U型仪充填高度差不大于50mm，贯入深度不大于7mm，用水量敏感性不小于12kg/m³。