[发明专利]一种分步法制备地铁混凝土的方法

说明书

本发明公开了一种分步法制备地铁混凝土的方法，属于土木建筑工程领域，采用球体紧密堆积理论进行混凝土分步制备设计，即通过将混凝土水化进行步骤拆分，先行按照球体紧密堆积理论进行球形代骨料制备，本发明既可以有效降低地铁工程中大体积混凝土浇筑后水化热热量和碱性的方法，最大限度的控制和降低浇筑体的碱骨料反应和裂纹产生的技术方法，将代骨料制备成球状，使得拌合物内代骨料具备更加优异的滚珠效应，有效提高混凝土的工作性能。从而提高地铁工程中大体积混凝土的有效浇筑体积上限及生命周期长度。

技术领域

本发明属于土木建筑工程领域，具体地，涉及一种分步法制备地铁混凝土的方法。

背景技术

混凝土作为一种目前使用最广、用量最大的人造建筑材料，其不但原材料充足、制造工艺成熟简易，而且还具备成本较低等诸多优点，所以在土木建筑工程中被广泛应用，例如住宅、厂房、水利大坝、城市轨道交通工程等都以混凝土为主要建造材料。在混凝土实际的应用中，裂缝控制作为一个较为突出的问题，一直影响着混凝土的耐久性以及构筑体的稳定性，尤其是随着高强度、高性能混凝土需求快速的发展，混凝土中水泥用量不断增加，水泥细度逐渐减小，各种外加剂和掺合料的大量使用，都极大的增加了混凝土的早期放热和收缩，使得裂缝控制难度大大增加，特别是大体积混凝土的裂缝问题更加严重。

大体积混凝土，英文是concrete in mass，中国《大体积混凝土施工标准》GB50496-2018里规定：混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土，称之为大体积混凝土。在建筑工程中的应用主要有地铁工程、各种形式的混凝土大坝、高架桥的支护结构、混凝土重力坝等。

虽然大体积混凝土构筑体具有十分显著的承重和维护效果，但大体积混凝土结构断面尺寸大，导热性能差。在硬化前期，由于内部水泥水化升温，大体积混凝土的内外形成温差，温度较低的外部受到内部热膨胀约束而处于受拉状态，当拉应力过大时，就会在表面产生裂缝；在硬化后期，由于受到基础或相邻部件的约束，会在内部形成拉应力，当拉应力超过其极限抗拉强度，则从约束面开始产生裂缝。一旦裂缝的宽度超出了规范的要求,则会在各种荷载或外界理化因素的作用下,导致结构深度碳化、保护层脱落、受力筋锈蚀等后果，进而使得结构刚度与强度降低甚至丧失，耐久性变差，情况恶劣时可能有发生结构崩塌等危险。

地铁是城市中最具可靠性的交通工具，是人类利用地下空间的一种有效形式，地铁工程属大体积地下工程，技术复杂，对耐久性要求很高，设计年限一般为100年。地铁混凝土除强度要满足结构要求外，还必须考虑混凝土的耐久性和可靠性，混凝土作为地铁工程用量最大的材料，对地铁工程的耐久性起着决定性的作用。

因此，提供一种适用于地铁工程使用的大体积混凝土的配比及制备方法，不但可以有效提高地铁混凝土结构的稳定性与安全性，而且可以有效降低各种不必外加剂的使用，直接的降低混凝土成本，间接的降低外加剂生产所产生的废气污水排放，推动建筑工业绿色化，环境友好化发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种既可以有效降低地铁工程中大体积混凝土浇筑后水化热热量和碱性的方法，最大限度的控制和降低浇筑体的碱骨料反应和裂纹产生的技术方法，不但解决地铁工程中大体积混凝土在现场浇筑后，由于体积大，内部胶凝材料集中水化放热，致使混凝土浇筑体内外温差过大产生裂纹，以及混凝土长期处于地下，环境湿度较大，而致使混凝土极易发生碱骨料反应的问题，而且通过制备工艺的改进，将代骨料制备成球状，使得拌合物内代骨料具备更加优异的滚珠效应，有效提高混凝土的工作性能。从而提高地铁工程中大体积混凝土的有效浇筑体积上限及生命周期长度。

本发明提出了一种分步法制备地铁混凝土的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：