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发布时间:2020-01-06 00:00:00
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盾构管片混凝土配合比优化设计与 应用研究
2018年第2期
地铁管片;混凝土配合比;设计方法;抗压强度;紧密堆积理论
Subway segments; Mix proportion of concrete; Design method; Strength; Theory of the most compact of aggregates
2018年第2期
1000-4637(2018)02-43-04
1000-4637(2018)02-43-04
郝永旺1,杜月垒2,霍曼琳2,刘学生1,姜永涛3,韩志强3
1.中国电建市政建设集团有限公司,天津 300384;2.兰州交通大学土木工程学院,730070; 3.中国电建集团铁路建设公司,北京 100044

郝永旺1,杜月垒2,霍曼琳2,刘学生1,姜永涛3,韩志强3

混凝土管片作为地铁盾构施工的主要承重构件,对强度和耐久性有着严格要求,其工作性能的好坏直接影响隧道的质量及寿命[1]。混凝土的强度和耐久性主要取决于各组成材料间的配比关系。

  目前,管片混凝土配合比设计常用方法主要有:①JGJ 55—2011《普通混凝土配合比设计规程》中规定的设计方法(以下简称规范法);②基于骨料紧密堆积理论的设计方法[2-4](以下简称紧密堆积法)。规范法以设计强度作为控制指标,先通过鲍罗米强度公式计算出混凝土的水胶比,进而确定出水与胶凝材料的用量,最终得出砂石骨料的用量。这种设计方法直观易懂,强调混凝土设计强度与水胶比的关系,但难以顾及到骨料级配对于配合比的影响。而紧密堆积法则是先通过考察粗、细骨料对混凝土拌合物坍落度的影响,确定出骨料的用量,再确定胶凝材料浆体的用量。这种方法充分考虑了骨料粗细颗粒互相填充程度对混凝土配合比的影响,但设计强度与混凝土配合比之间无直接对应关系,且设计过程较繁琐。

  本文依托武汉轨道交通地铁19号线,进行了盾构管片混凝土配合比优化设计和应用的试验研究,以期得到满足地铁工程盾构法施工要求的高性能混凝土管片的设计方法。同时,在管片的实际生产过程中,由于不同批次入场的原材料质量波动很大,致使管片混凝土强度不稳定,需要对混凝土的配合比随时进行调整。试验中,参考了管片生产厂的混凝土配合比,以管片混凝土立方体试件抗压强度作为控制指标,通过对比试验,对规范法和紧密堆积法两种配合比设计方法进行了分析与评价,以期获得混凝土配合比设计与调整的合理途径。

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混凝土管片作为地铁盾构施工的主要承重构件,对强度和耐久性有着严格要求,其工作性能的好坏直接影响隧道的质量及寿命[1]。混凝土的强度和耐久性主要取决于各组成材料间的配比关系。   目前,管片混凝土配合比设计常用方法主要有:①JGJ 55—2011《普通混凝土配合比设计规程》中规定的设计方法(以下简称规范法);②基于骨料紧密堆积理论的设计方法[2-4](以下简称紧密堆积法)。规范法以设计强度作为控制指标,先通过鲍罗米强度公式计算出混凝土的水胶比,进而确定出水与胶凝材料的用量,最终得出砂石骨料的用量。这种设计方法直观易懂,强调混凝土设计强度与水胶比的关系,但难以顾及到骨料级配对于配合比的影响。而紧密堆积法则是先通过考察粗、细骨料对混凝土拌合物坍落度的影响,确定出骨料的用量,再确定胶凝材料浆体的用量。这种方法充分考虑了骨料粗细颗粒互相填充程度对混凝土配合比的影响,但设计强度与混凝土配合比之间无直接对应关系,且设计过程较繁琐。   本文依托武汉轨道交通地铁19号线,进行了盾构管片混凝土配合比优化设计和应用的试验研究,以期得到满足地铁工程盾构法施工要求的高性能混凝土管片的设计方法。同时,在管片的实际生产过程中,由于不同批次入场的原材料质量波动很大,致使管片混凝土强度不稳定,需要对混凝土的配合比随时进行调整。试验中,参考了管片生产厂的混凝土配合比,以管片混凝土立方体试件抗压强度作为控制指标,通过对比试验,对规范法和紧密堆积法两种配合比设计方法进行了分析与评价,以期获得混凝土配合比设计与调整的合理途径。
英文名 :
刊期 : 2018年第2期
关键词 : 地铁管片;混凝土配合比;设计方法;抗压强度;紧密堆积理论
Key words : Subway segments; Mix proportion of concrete; Design method; Strength; Theory of the most compact of aggregates
刊期 : 2018年第2期
DOI : 1000-4637(2018)02-43-04
文章编号 : 1000-4637(2018)02-43-04
基金项目 :
作者 : 郝永旺1,杜月垒2,霍曼琳2,刘学生1,姜永涛3,韩志强3
单位 : 1.中国电建市政建设集团有限公司,天津 300384;2.兰州交通大学土木工程学院,730070; 3.中国电建集团铁路建设公司,北京 100044

郝永旺1,杜月垒2,霍曼琳2,刘学生1,姜永涛3,韩志强3

混凝土管片作为地铁盾构施工的主要承重构件,对强度和耐久性有着严格要求,其工作性能的好坏直接影响隧道的质量及寿命[1]。混凝土的强度和耐久性主要取决于各组成材料间的配比关系。

  目前,管片混凝土配合比设计常用方法主要有:①JGJ 55—2011《普通混凝土配合比设计规程》中规定的设计方法(以下简称规范法);②基于骨料紧密堆积理论的设计方法[2-4](以下简称紧密堆积法)。规范法以设计强度作为控制指标,先通过鲍罗米强度公式计算出混凝土的水胶比,进而确定出水与胶凝材料的用量,最终得出砂石骨料的用量。这种设计方法直观易懂,强调混凝土设计强度与水胶比的关系,但难以顾及到骨料级配对于配合比的影响。而紧密堆积法则是先通过考察粗、细骨料对混凝土拌合物坍落度的影响,确定出骨料的用量,再确定胶凝材料浆体的用量。这种方法充分考虑了骨料粗细颗粒互相填充程度对混凝土配合比的影响,但设计强度与混凝土配合比之间无直接对应关系,且设计过程较繁琐。

  本文依托武汉轨道交通地铁19号线,进行了盾构管片混凝土配合比优化设计和应用的试验研究,以期得到满足地铁工程盾构法施工要求的高性能混凝土管片的设计方法。同时,在管片的实际生产过程中,由于不同批次入场的原材料质量波动很大,致使管片混凝土强度不稳定,需要对混凝土的配合比随时进行调整。试验中,参考了管片生产厂的混凝土配合比,以管片混凝土立方体试件抗压强度作为控制指标,通过对比试验,对规范法和紧密堆积法两种配合比设计方法进行了分析与评价,以期获得混凝土配合比设计与调整的合理途径。

摘要
参数
结论
参考文献
引用本文
摘   要:混凝土配合比的设计方法除了行标设计规程给定的方法外,还常采用以骨料紧密堆积理论为基础的设计方法。通过试验,以地铁盾构施工管片混凝土试件抗压强度为指标,评价这两种设计方法的优劣及在工程中的适用性。试验结果表明,在进行混凝土配合比设计时,先通过设计规程给定方法得出初步配合比,再通过骨料紧密堆积理论设计方法进行调整,可以得到强度更稳定的混凝土配合比。
      Abstract: There are two methods of mixing proportion design in common use:the method recommended by specification and the method based on the theory of the most compact of aggregates. In order to judge between the two methods, two tests of concrete segments were designed, which used strength as control index. The result shows that in the design of mix proportion, the initial design can be done by the method recommended by specification, and then it can be adjusted by the other method of the most compact of aggregates. By combining the two methods, a better concrete design can be got.
关键词:
地铁管片;混凝土配合比;设计方法;抗压强度;紧密堆积理论
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(1)在石子级配良好的情况下,由于设计强度与配合比关系明确,采用JGJ 55—2011中的设计方法简便易行,较紧密堆积理论设计方法更实用。
(2)在实验室进行混凝土的配合比调整时,采用紧密堆积法,比依靠砂率调整粗、细骨料的用量更为精确。
(3)紧密堆积法由于在设计阶段需要预先假定细骨料的用量及水胶比,且无法明确配合比与强度的关系,更适合作为混凝土配合比的调整方法。
(4)当石子级配较差时,建议混凝土在配合比设计的过程当中,对于初步的设计阶段采用规范所推荐的设计方法,而在试配阶段采用紧密堆积紧密堆积法进行调整,将两种设计方法结合使用。
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