隧道防蝕混凝土配合比設(shè)計(jì)探討

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1、隧道防蝕混凝土配合比設(shè)計(jì)探討徐波2中鐵十一局武廣客運(yùn)專線SDIV標(biāo)摘要：本文結(jié)合牛嶺隧道工程對(duì)防腐蝕混凝土進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究，詳細(xì)闡述了防蝕混凝土配合比設(shè)計(jì)過(guò)程。關(guān)鍵詞：隧道混凝土耐久性防蝕電通量配合比設(shè)計(jì)Abstract：CombinedwithconcreteNiulingtunnelprojects,thispaperpresentsthemixdesignandexperimentalstudyonanti-corrosionconcrete,andthemixdesignproceduresofitarealso

2、stated.Keywords：tunnel,concretedurability,anti-corrosion,dielectricflux.1前言隨著我國(guó)交通建設(shè)的快速發(fā)展，隧道的建設(shè)也大量涌現(xiàn)。近年來(lái)隧道建設(shè)彰顯突出的問(wèn)題就是在復(fù)雜地質(zhì)條件下隧道建設(shè)的安全和使用壽命問(wèn)題。而混凝土的耐久性是影響隧道正常使用壽命的一個(gè)重要方面，混凝土的耐久性差主要表現(xiàn)為在侵蝕介質(zhì)環(huán)境中混凝土受腐蝕而劣化，如地下水中SO42-、Cl-、Mg2+、H+等對(duì)混凝土的侵蝕。南方地區(qū)主要的腐蝕性離子是SO42-，因此，南方地區(qū)隧道耐久性混凝土就是解決與

3、具有硫酸鹽等腐蝕性地下水接觸的混凝土的防腐蝕問(wèn)題。在武廣鐵路SDIV標(biāo)的牛嶺隧道所在地區(qū)屬低山深丘地貌，地形起伏較大，最大埋深約510米，隧道經(jīng)過(guò)地段巖性主要為花崗巖、石英砂巖夾頁(yè)巖局部夾硫鐵礦，地下水和地表水對(duì)砼具中等溶出性侵蝕及中等硫酸型酸性侵蝕。設(shè)計(jì)文件提出，混凝土要求能抗腐蝕，其防蝕系數(shù)要求超過(guò)0.8，抗?jié)B等級(jí)大于P12?；炷练栏g措施目前有兩種方法，一是從結(jié)構(gòu)上防腐，如設(shè)置防水層、止水帶和鋼筋防腐外涂等措施。二是從混凝土本身出發(fā)，設(shè)計(jì)出能直接抵擋腐蝕的防腐蝕混凝土。因此具有內(nèi)防腐功能的混凝土的設(shè)計(jì)就顯得特別重要，下面

4、結(jié)合武廣客運(yùn)專線SDIV標(biāo)隧道工程對(duì)防蝕混凝土配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。2、硫酸鹽對(duì)混凝土破壞機(jī)理對(duì)于穿越特殊地質(zhì)條件下的隧道用混凝土的防腐主要是防止地下水中含有7SO42-或Cl-的鹽或酸對(duì)混凝土的侵蝕，對(duì)于Cl-會(huì)腐蝕混凝土中起支撐作用的鋼筋，而硫酸鹽通常會(huì)與混凝土中的水泥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使混凝土膨脹開裂甚至粉化而不能保持原有的性能，化學(xué)反應(yīng)方程式為：反應(yīng)生成的鈣礬石沉淀結(jié)晶出來(lái)，鈣礬石晶體長(zhǎng)大的結(jié)晶壓導(dǎo)致混凝土膨脹開裂而使其結(jié)構(gòu)破壞。當(dāng)SO42-濃度大于1000PPm時(shí)，還會(huì)有Ca2SO4·2H2O結(jié)晶析出，Ca2SO4·2H2O

5、使混凝土體積進(jìn)一步增大，使混凝土開裂破壞。如果溶液中還有Mg2-的話，還會(huì)出現(xiàn)水化硅酸鎂和石膏，水化硅酸鎂沒(méi)有膠凝作用，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低使其出現(xiàn)雙重破壞。3防蝕混凝土設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)思路3.1設(shè)計(jì)要求隧道防蝕混凝土其實(shí)是高性能混凝土中的一種，它除了滿足普通混凝土標(biāo)準(zhǔn)的要求，還必須滿足TB10210-2001、JGJ55-2000、鐵建設(shè)[2005]160號(hào)、TZ214-2005、TZ210-2005等標(biāo)準(zhǔn)對(duì)隧道噴射、襯砌混凝土的規(guī)定。如防腐蝕和耐久性要求。鐵建設(shè)[2005]160號(hào)規(guī)定在化學(xué)侵蝕環(huán)境及氯離子侵蝕下的混凝土結(jié)構(gòu)，混

6、凝土的耐久性應(yīng)滿足表1、表2的規(guī)定。表1化學(xué)侵蝕環(huán)境下混凝土的電通量（庫(kù)侖）設(shè)計(jì)使用年限級(jí)別一(100年)二(60年)、三（30年)環(huán)境作用等級(jí)H1、H2H3、H4H1、H2H3、H4電通量（56d），C＜1200＜1000＜1500＜1000表2Cl-環(huán)境下混凝土的電通量（庫(kù)侖）設(shè)計(jì)使用年限級(jí)別一(100年)二(60年)、三（30年)環(huán)境作用等級(jí)L1L2、L3L1L2、L3電通量（56d），C＜1000＜800＜1500＜10003.2設(shè)計(jì)思路防蝕混凝土配合比設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)是在滿足強(qiáng)度、和易性的要求下，對(duì)其防蝕性能、耐久性能進(jìn)行

7、設(shè)計(jì)。而對(duì)于硫酸鹽鹽侵蝕來(lái)說(shuō)，其主要是通過(guò)提高混凝土的自身密實(shí)性和降低混凝土中的易腐蝕的成分（氫氧化鈣、鋁酸三鈣）7等來(lái)達(dá)到防蝕效果和提高其耐久性的。4防腐蝕混凝土配合比設(shè)計(jì)流程（1）主要參數(shù)指標(biāo)：強(qiáng)度：對(duì)于用于隧道混凝土首先要考慮其抗壓強(qiáng)度要滿足設(shè)計(jì)要求。該工程要求的混凝土的抗壓強(qiáng)度為C25，C30和C35。工作性：隧道用混凝土一般采用泵送混凝土，而泵送混凝土的坍落度要求140～220㎜，并且坍落度經(jīng)時(shí)損失不能太大,即要求能有1～2小時(shí)保塑功能?？垢g性：設(shè)計(jì)規(guī)定防腐蝕系數(shù)K＞0.8。耐久性：56d電通量＜1000庫(kù)侖。含氣量

8、；在有凍融環(huán)境條件要求含氣量在4.0%左右，在冬溫氣候條件，含氣量規(guī)定在3.0%左右?？归_裂性：規(guī)范規(guī)定裂縫寬度＜0.02mm。在滿足主要參數(shù)指標(biāo)的前提下，配合比盡可能經(jīng)濟(jì)。（2）主要試驗(yàn)項(xiàng)目：原材料檢測(cè)、含氣量及坍落度試驗(yàn)、1、28、56天抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、28天