盾構(gòu)管片生產(chǎn)流程:
(一)盾構(gòu)管片生產(chǎn)的有關(guān)參數(shù)
以1.5m管片為例,盾構(gòu)管片生產(chǎn)的參數(shù)包括:水泥的型號(hào)為P.042.5,1m3混凝土需要380kg水泥,每環(huán)管片需要3562kg水泥;1m3混凝土需要685kg河沙,每環(huán)管片需要6421kg河沙;碎石的直徑在5~25mm,1m3混凝土需要1170kg碎石,每環(huán)管片需要10968kg碎石;每環(huán)管片需要1744kg鋼材;粉煤灰的等級(jí)為Ⅱ級(jí),1m3混凝土需要71kg粉煤灰,每環(huán)管片需要656kg粉煤灰;高效減水劑要盡量選擇一等品,1m3混凝土需要4kg高效減水劑,每環(huán)管片需要37kg高效減水劑;選擇自來水進(jìn)行生產(chǎn),1m3混凝土需要150kg自來水,每環(huán)管片需要1390kg自來水。
(二)生產(chǎn)工藝
盾構(gòu)管片生產(chǎn)工藝相對(duì)比較復(fù)雜,但總體而言,包括以下幾步:第一步,確定鋼模參數(shù)和鋼模性能;第二步,管片鋼骨架制作和入模;第三步,管片混凝土澆筑;第四步,管片蒸養(yǎng)、脫模、養(yǎng)生;第五步,管片運(yùn)輸堆放。
盾構(gòu)管片施工中氣泡和裂縫形成的原因
(一)盾構(gòu)管片施工中氣泡形成的原因
研究表明,在混凝土澆筑振搗過程中,由于水泥水化反應(yīng)的影響,會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生大量的空氣,如果這些空氣不能及時(shí)排出,就會(huì)滯留在混凝土中,形成氣泡。總而言之,導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生的原因的主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
第一,混凝土坍落度比較大,限制了氣體及時(shí)排出。
第二,混凝土振搗不合理,振搗器布設(shè)間距過大,或者振搗不均勻,存在欠振搗部位,在氣體沒有完全排出之間就停止振搗。
第三,混凝土配制外加劑和混凝土不相容,外加劑黏性過大,抑制了氣體排出。
第四,模板上涂刷的脫模劑黏度太強(qiáng),油性脫模劑和混凝土中的水分發(fā)生親和反應(yīng),形成大量的油水化合物沒有得到及時(shí)排出,就在混凝土和模板之間形成氣泡。
(二)盾構(gòu)管片施工中裂縫產(chǎn)生的原因
第一,在施工時(shí)如果混凝土內(nèi)外溫度超過15℃,在熱脹冷縮影響下,就會(huì)形成溫度裂縫,因此,在冬季施工時(shí)溫度裂縫極易產(chǎn)生,在具體施工施工,必須嚴(yán)格控制盾構(gòu)管片出模時(shí)的環(huán)境溫度和產(chǎn)品內(nèi)外溫差。
第二,在盾構(gòu)管存儲(chǔ)或者養(yǎng)護(hù)過程中,在風(fēng)力、潮氣、陽光等外界因素的影響下,就會(huì)在表面形成大量不規(guī)則裂縫。
第三,在混凝土強(qiáng)度沒有達(dá)到出模強(qiáng)度時(shí)就拆掉模板,也是導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的主要原因,此種裂縫會(huì)對(duì)管片自身的強(qiáng)度造成嚴(yán)重影響,需要格外重視。
第四,混凝土攪拌時(shí)間不足,導(dǎo)致攪拌不夠充分,一些砂石沒有裹上水泥漿液,從而引發(fā)裂縫。
盾構(gòu)管片施工中氣泡和裂縫的防治措施
(一)氣泡的防治措施
1.嚴(yán)格控制混凝土坍落度
混凝土由水、砂石、水泥和外加劑共同組成,而坍落度對(duì)混凝土凝固之后的強(qiáng)度、氣泡的產(chǎn)生等都有非常嚴(yán)重的影響,在混凝土配制是要通過多次試驗(yàn)配比來確定合理的坍落度。特別是在夏季,混凝土從攪拌站到管片生產(chǎn)現(xiàn)場需要消耗一定的時(shí)間,在此階段混凝土?xí)l(fā)生不同程度的凝固,從而降低坍落度。所以,在管片混凝土配制時(shí)要根據(jù)輸送距離和運(yùn)輸時(shí)間來合理調(diào)整外加劑的添加量,可加入適量的緩凝劑來延長混凝土初凝的時(shí)間。同時(shí)在振搗過程中,還要保證坍落度的均勻性,確保各個(gè)部位的混凝土都均勻分布,促使混凝土中的氣泡都能順利排出,從而提升混凝土的強(qiáng)度。
2.合理應(yīng)用HPC聚羧酸高性能減水劑
研究表明,HPC聚羧酸高性能減水劑具有以下幾點(diǎn)特性:
第一,在不增加水量的前提下,可大幅度提升混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和工作性。
第二,在夏季運(yùn)輸時(shí),能夠有效延長初凝的時(shí)間,保證混凝土的總體坍落度。
第三,可大幅度提升混凝土早期和后期的強(qiáng)度,為后期施工提供便利條件。
第四,可減低混凝土的收縮量,減少徐變的性能。而且不含氯離子,抗腐蝕性比較強(qiáng),可提高混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。
從中可以看出,在混凝土配制過程中,加入適量的HPC聚羧酸高性能減水劑,可有效避免混凝土坍落度發(fā)生損失,而且還能改變混凝土凝固時(shí)間,不但可以有效減少氣泡產(chǎn)生,而且還能減少裂縫的形成,從而保證地鐵盾構(gòu)管片施工質(zhì)量。
(二)裂縫防治措施
1.合理控制混凝土配合比
在進(jìn)行混凝土?xí)r,如果混凝土的強(qiáng)度和工作性可以滿足實(shí)際需求,則要適量降低水泥的使用量、水灰比、砂率等,都可以抑制裂縫的產(chǎn)生。
2.減少溫度對(duì)混凝土的影響
在夏季氣溫比較高,如果不采取相應(yīng)的控制措施,則會(huì)導(dǎo)致混凝土坍落度的損失更加嚴(yán)重,因此,為降低氣溫所造成的不良影響,可以采取下列措施:
第一,在夏季混凝土澆筑時(shí)要盡量選擇在上午10點(diǎn)前或者下午3點(diǎn)后進(jìn)行澆筑,這兩個(gè)時(shí)間段氣溫相對(duì)比較低,可以為混凝土凝固營造良好的環(huán)境。
第二,在冬季澆筑時(shí),要采用蒸汽加熱砂石和拌合水的方法來保證溫度對(duì)混凝土質(zhì)量的影響,同時(shí)還要盡量避開夜間最低氣溫施工。
第三,采用科學(xué)合理的方法來加強(qiáng)管片的初期養(yǎng)護(hù)。當(dāng)混凝土澆筑完成后,在凝固時(shí)會(huì)釋放出大量熱量,需要通過一系列方法措施來保證混凝土能均勻凝固。可以采用蒸汽養(yǎng)護(hù)的方法來減少裂縫的產(chǎn)生。當(dāng)管片開模后,要第一時(shí)間進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù),確保管片能持續(xù)緩慢的降溫,避免降溫過快引發(fā)溫度裂縫。
3.吊裝和堆放環(huán)節(jié)的裂縫控制
和盾構(gòu)管片相互接觸的吊具、脫模架、堆放墊塊要附加相應(yīng)的保護(hù)材料,避免發(fā)生磕碰損壞,存放的管片的場地必須壓實(shí)、平整、硬化,避免外力引發(fā)管片裂縫。