无砂混凝土在隧道防排水中质量控制

2019-09-10马建丁立民陈定浩雷攀

中国电气工程学报 2019年7期

关键词：控制

马建丁立民陈定浩雷攀

【摘要】：无砂混凝土是一种支撑、透水、反虑作用为一体的工程材料，由粗骨料做支撑，胶凝材料与水拌和而成的多孔混凝土，不含細骨料，由胶凝材料浆体包裹骨料粘结形成多孔蜂窝结构，根据其性能特点多应用于工民建施工的各种构造物中。目前高速铁路多应用于隧道防排水、路基反虑层支挡结构中。

【关键词】：无砂混凝土、隧道排水、控制

无砂混凝土中因其具有大孔隙特点，所以导热性低，透水性能好。在水利工程中，主要用来制造排水体的排水沟及排水管。无砂混凝土与普通混凝土的主要不同之处，就是没有细骨料，只用粗骨料，利用胶凝材料浆体用以覆盖粗骨料的表面，并起到胶结作用，而不是填充骨料之间的空隙，因此胶凝材料用量要比普通混凝土少，一般结合混凝土标号选取100～400kg/m3。粗骨料宜选用级配良好的中等粒径（10～20mm）碎石，不宜使卵石。因混凝土具有良好的透水、隔热效果，被广泛应用于各类工民建、水利施工及高速铁路隧道施工过程中，并起着较为重要的防排水功能，所以控制好无砂混凝土质量对于高速铁路的防排水施工质量尤为重要。

1.工程概况

项目地处吉林省东部林区属于温带大陆性季风气候，四季分明，雨热同季。由南向北气温逐步升高，降水逐步减少、自然地理分界线明显，年平均气温，南部2.2℃～3.6℃;无霜期南部为95—110天，年平均降水量为669.7毫米，雨水较为充沛，项目隧道全长3.102km，所处地为高寒林区，隧道内防排水采用“防、排、截、堵”结合，综合治理原则，穿过断裂破碎带，围岩等级较差，预计地下水较大，采用以排为主。对于可能影响生态环境的，根据实际情况采用“以堵为主，限量排放”原则，达到堵水有效，防水可靠，经济合理的目的，隧道通长设置中心排水沟，防排水系统畅通，隧道整体达到《地下工程防水技术规范》GB50108-2008一级排水标准（见下图防水标准等级表1-1），衬砌表面无湿渍。

2.无砂混凝土性能要求

配制无砂大孔混凝土，一般采用较高标号的普通水泥。无砂混凝土拥有15%-25%的孔隙，能够使透水速度达到31-52L/m·h，强度可达到100～300kPa，密度1600～1950kg/m3。制作无砂大孔混凝土，应严格控制配合比用水量，如果用水过多，就会产生水泥浆沿粗骨料向下流淌，造成混凝土不均匀，薄弱处逐容易折裂。无砂混凝土基本上不用振实，只能短时间振捣。否则，水泥浆就会脱离骨料而流失。所以，无砂混凝土没有和易性这一提法，只要水灰比合适，所有颗粒能形成平滑的包层即可。

无砂混凝土的抗压强度，主要与密度有关，取决于单方胶凝材料用量。水灰比并不像普通混凝土那样起控制作用，但由于水灰比控制了密度，因此也有一定的最佳水灰比范围。水灰比高于最佳值，水泥浆易于流淌;水灰比过低，水泥浆过稠，则不容易达到一定的密实度。

最佳水灰比的控制范围很难预测，受骨料品种、吸水率的影响较大，还与胶凝材料用量有关。所以应通过试验确定，一般介于0.30～0.45之间。无砂混凝土的收缩，比普通混凝土低，一般可不予考虑;热膨胀系数为普通混凝土的0.6～0.8;吸水率较高，按重量计可达50%。无砂混凝土一般不用作钢筋混凝土。这种混凝土强度虽然不高，但由于密度小若用轻骨料，密度可降至640kg/m3），因此用于透水混凝土或起到隔热、保温的效果。

3.无砂混凝土室内配制

1）配合比设计要求

设计年限：100年

强度等级：C15

最大胶凝材料界限值： 360kg/m3

平均渗透系数：大于2000m/d

使用部位：深埋中心水沟、预制块、排水工程

2）配合比试验用材料要求：

水泥：选取P.O42.5（普通硅酸盐低碱水泥）各项检测指标符合TB/T3275-2011及TB10424-2010标准要求;

粗骨料：根据配置要求选取10～20mm级配良好的单粒径碎石，各项检测指标符合TB/T3275-2011及TB10424-2010标准要求;

拌和用水：选取拌和站地下水，各项检测指标符合JGJ 63-2006及TB10424-2010标准要求。

3）不同水胶比下的试验结果