预制管片气泡分析与控制

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1、预制混凝土管片气泡控制研究摘要：混凝土管片是地铁隧道盾构施工的主耍结构，混凝土管片的质量直接影响了地铁隧道的工程质量，因此，一般对混凝土管片性能质量的要求都非常高。混凝土管片生产过程中的质量控制重点、难点也就是管片的气泡问题，管片表面气泡较多，影响管片外观质量，容易形成渗漏通道，造成地铁隧道出现渗水现象。本文对混凝土管片气泡形成的主要因素进行分析，并通过实例探讨，确定了控制管片气泡的具体措施，提高了管片的外观质量。关键词：盾构；混凝土管片；气泡；控制预制混凝土管片是地铁隧道盾构施工中的主要组成部分，管片质量直接影响了盾构隧道的工程质量，因此对预制混凝土管片质量的要求也非常高。管片生

2、产的质量控制重点、难点也就是管片的气泡控制。下面结合合肥地铁1号线的盾构管片生产，探讨如何控制管片表面的气泡问题。1管片介绍合肥地铁1号线的管片采用环宽1.5ni的标准环，管环外径6000mm,内径5400mnio每环管片分6片组成(3A+2B+1K)。合肥地铁管片为双面楔形通用环管片，楔形环的楔形量为45mm,管片混凝土强度等级为C50；抗渗等级为P12,管片钢筋分IIPB300和IIRB400两种规格。混凝土理论计算量为8.Om3o2管片气泡的形成及造成的危害管片在生产过程中，由于混凝土骨料间隙在搅拌时本身形成的气泡，受到振动挤压作用，气泡聚集变大从混凝土表面排出，一部分在振捣

3、过程中未排出的形成气泡，在管片的环向两侧，特别是槽道内最为明显。另一种气泡是由于混凝土中结合水外的水分所形成的。管片由于气泡的存在，降低了混凝土的致密性，管片混凝土内部留下气泡（孔隙）越多，强度下降越多。管片表面气泡的存在，等于减少了钢筋保护层的有效厚度，降低了混凝土管片的耐腐蚀性能，在地下水丰富的隧道中，管片百年耐久受到威胁。管片侧面存在较多的气泡时，即使使用止水带防水，但凹陷的气泡容易连通，形成连通的渗漏通道，降低了管片的防水性能，靠近内弧面的侧面气泡，会导致嵌缝防水效果下降。管片生产要求内实外美，由于管片表面气泡的出现,严重影响了管片的外观。3管片表面气泡的形成因素分析实验证

4、明当混凝土中气泡的粒径在50nm以下时，这些气泡对增加混凝土的耐久性、抗冻性、抗掺性是有极大的好处的。当管片气泡大于以上标准时，会降低管片强度和耐久性。我们这里探讨的是50nm以上的气泡。生产实践表明，以下因素是导致产生气泡的主要原因。气泡太多将直接影响妊的抗渗和防水性能，减少他表面的气泡是制定管片生产工艺的重要环节。经过认真分析示认为：①碗表面气泡是正常现象；②不能用增加振动时间的方法减少气泡，以免粗细骨料分离；③进口复合消泡剂、磷酸三盯酯、有机硅胶等消除栓气泡的技术还不成熟，故不宜应用；④骨料和粉料同时搅拌，拌合物的含气量大于粉料先搅拌的情况;⑤塌落度不同，栓振捣时排气的效率也

5、不相同。针对如上认识，在原冇工艺的慕础上采取如下措沌，经过实践取得了良好的效果。1）控制振动时间不超过3min。2）改进振动方式，加装变频器和偏心块口动调节装置，初步振动时采用鮫小的频率（48Hz）和较人的激振力仃00%）以加人排气的力度，示期振动时采用较人的频率（75Hz）和较小的激振力（65%）以防止拌合物中粗骨料移动，而且增人细骨料和粉料Z间的挤压，排出较小的气泡。3）絵搅拌时先搅拌砂浆，后放人粗骨料。4）严格控制拌合物塌落度在20〜60mm之间。5）管片脱模示立即用水泥胶泥进行修补，止水槽位置修补前应用钢刷了刷一遍，使所有的气泡暴露。3.1原材料因素水泥品质：一些水泥厂为提

6、高水泥早强、降低成本，在熟料粉磨时加入带有木钙、二乙二醇、丙二醇等的混杂型助磨剂，这些助磨剂带有引气效果，拌制混凝土后引入的气泡不均匀且偏大。减水剂品质：聚竣酸系减水剂在生产中需要先用消泡剂来消泡,然后掺入引气剂以引入微气泡，优质的聚竣酸引气剂在混凝土中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡，但如果减水剂厂家为节约成木，使用廉价低质的引气剂（如松香类），则会在混凝土管片中形成较大的气泡，因这种气泡表面能较低，容易形成联通性大气泡，导致管片气泡过多。或者外加剂中有不合理的增稠组份，会导致混凝土料过于粘稠，振捣时气泡难以排出。粗集料颗粒形状：没有经过整形的粗集料棱角过多、针片状颗粒含

7、量过多，会使混凝土中气泡难以排出，导致管片内滞留气泡过多。细集料颗粒形状：天然砂资源越來越少，一些管片工程会采用人工砂或混合砂替代；这些砂如果没有充分整形，其颗粒形状较差时,气泡难以排出，且管片外弧面收水时会造成较多的砂眼。3.2混凝土配合比因素外加剂掺量：若为了降低水灰比，过于提高减水剂的掺量，所产生气泡的状况也将随之改变，如果过振，将会使微气泡联通组合成大气泡。砂率：粗集料过多，细集料偏少，如果细集料及胶凝材料不足以填充粗集料之间的空隙，会导致管片混凝土不密实，形