一种预制管片混凝土及预制管片制造技术

本申请涉及预制管片领域，更具体地说，它涉及一种预制管片混凝土及预制管片。预制管片混凝土由包含以下重量份的原料制成：水泥：110～140份；矿物掺合料：30～45份；砂子：130～180份；石子：250～330份；减水剂：4～5份；水：35～45份；改性水滑石粉末：15～20份。本申请制得的预制管片混凝土具有较高的抗氯离子渗透性能，从而使制得的预制管片中的钢筋不易锈蚀，提高了预制管片的耐久性。

【技术实现步骤摘要】
一种预制管片混凝土及预制管片
本申请涉及预制管片领域，更具体地说，它涉及一种预制管片混凝土及预制管片。
技术介绍
在铁路、公路、地铁等公共交通基础设施的修建过程中，经常需要挖掘隧道，预制管片是用于衬砌隧道结构的重要组件，衬砌后的隧道稳定性可显著提高。预制管片是通过将混凝土浇筑于安装有钢筋结构的模具内，然后经蒸汽养护制备得到的混凝土管片，采用预制管片进行衬施工具有安全、高效、快速等优点。衬砌后的预制管片需要承受地下水压，阻隔地下水的渗透，以保持隧道的安全。因此，预制管道对抗渗性能具有较高的要求，但由于混凝土的多孔性，极少量的地下水依然能够通过混凝土结构中的孔隙渗入预制管片中，造成管片质量的下降。尤其是含有氯离子的地下水，渗入内部的氯离子将破坏管片内钢筋表面的钝化膜，并催化钢筋产生电化学反应，导致钢筋锈蚀，破坏预制管片的强度，从而对隧道安全造成危害。申请内容为了解决相关技术中氯离子渗入预制管片内部，容易导致钢筋锈蚀，造成管片强度下降的问题，本申请提供一种预制管片混凝土及预制管片。第一方面，本申请提供一种预制管片混凝土，采用如下的技术方案：一种预制管片混凝土，由包含以下重量份的原料制成：水泥：110～140份；矿物掺合料：30～45份；砂子：130～180份；石子：250～330份；减水剂：4～5份；水：35～45份；改性水滑石粉末：15～20份；所述改性水滑石粉末按照如下步骤制备得到：S101:将摩尔比为(1～3):1:1的四水硝酸钙、九水硝酸铝、与亚硝酸钙充分溶解于去离子水中，制得第一混合液；S102:在100～200rpm的转速和35～40℃的温度下，往第一混合液中滴加氢氧化钠溶液，调节第一混合液的pH值至11～12，搅拌3～4h,制得第二混合液；S103:将第二混合液加热升温至70～80℃，保温反应20～24h,进行真空抽滤并用去离子水清洗，得到沉淀物；将沉淀物置于120～150℃的温度下烘干，制得改性水滑石粉末。通过采用上述技术方案，水滑石是层状双金属氢氧化物，各层之间堆叠形成三维网状结构，其层板上带有金属阳离子，各层层间插入有中和电价的CO32-、SO42-、OH-、Cl-、NO3-、NO2-等阴离子；且上述阴离子能够与外界的阴离子进行交换。利用这一特点，将水滑石粉末添加并分散于混凝土结构中，可用于吸附随地下水渗入混凝土中的氯离子，以削弱或抑制氯离子对钢筋钝化膜产生的破坏，从而减少钢筋的锈蚀。另外，本申请中通过加入特定比例的四水硝酸钙、九水硝酸铝与亚硝酸钙制得的改性水滑石粉末，在改性水滑石粉末的层间插入NO3-和NO2-，由于水滑石对Cl-的吸附优先顺序高于NO3-与NO2-，使得其对Cl-的吸附效果较好。从而提高改性水滑石粉末对Cl-的吸附固定效果，进一步减少钢筋的锈蚀。优选的，所述预制管片混凝土的原料还包括8～12份的膨胀剂，所述膨胀剂由重量比为(2～4):1:1的钙基膨润土、氧化钙与钙矾石组成。通过采用上述技术方案，氧化钙能够参与初期的水化反应，与水化反应物析出钙离子形成膨胀性的微晶体，可填充于混凝土水化产物形成的空隙之间，增强混凝土的抗渗性能。钙矾石具有延迟膨胀的作用，其能够在水化后期膨胀形成针状晶体，填充于混凝土的孔隙内，与氧化钙形成配合效果，共同增强混凝土的抗氯离子渗透作用。钙基膨润土具有较好膨胀后具有较好的金属离子吸附效果，其能够吸附混凝土的游离金属离子，以抑制钢筋表面发生的电化学反应。综上所述，钙基膨润土、氧化钙与钙矾石不仅能够通过膨胀作用填充混凝土的孔隙，提高混凝土的抗渗效果，抑制氯离子渗入混凝土内；同时，还能够通过对金属离子的吸附作用，抑制由氯离子催化进行的电化学反应，降低钢筋的锈蚀程度。优选的，所述预制管片混凝土的原料还包括3～5份的缓蚀剂，所述缓蚀剂由重量比为(3～5):(2～3):1的三乙醇胺、三异丙醇胺与十二烷基磺酸钠组成。通过采用上述技术方案，三乙醇胺、三异丙醇胺与十二烷基磺酸钠中的极性基团能够吸附于钢筋表面形成一层阻隔阴离子的膜层，阻隔氯离与钢筋的接触，起到防锈蚀的效果。优选的，所述矿物掺和料由重量比为(4～6):2:1的矿粉、粉煤灰与硅灰组成。通过采用上述技术方案，矿粉与粉煤灰中含有较多的氧化钙成分，能够参与水化反应，促进水化硅酸钙的生成，水化硅酸钙对氯离子具有吸附作用，其作为混凝土的主体结构的重要组成，能够起到抑制氯离子扩散和渗透的作用，减少氯离子对钢筋及混凝土的腐蚀作用。另外，硅灰具有较好的填充作用，其能够使混凝土更加密实，降低混凝土的孔隙率，以提高抗氯离子渗透效果。第二方面，本申请提供一种预制管片，采用如下的技术方案：一种预制管片，其特征在于：包括如下制备步骤：S201:将钢筋骨架安装于模具内，再安装预埋件，安装完毕后进行混凝土浇筑，振实浇筑后的混凝土并进行抹面处理，然后在23～30℃的温度条件下静置1～2d,制得浇筑管片；S202:在浇筑管片上表面喷涂一层防水涂料，形成厚度为0.3～0.5cm的防水涂料层，制得防水管片；S203:将防水管片进行蒸汽养护，得到预制管片成品。通过采用上述技术方案，通过在预制管片表面涂覆防水涂料层，显著降低氯离子随地下水渗透进入管片内部的可能性，从而有效提高预制管片的抗渗性与抵抗氯离子锈蚀的作用。优选的，步骤S202中，所述防水涂料由包含以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥：100～150份；石英砂：40～60份；硫酸钠：5～8份；氯化钙：10～12份；硅酸钙：8～13份；羧甲基纤维素：3～6份；水：100～120份。通过采用上述技术方案，以硅酸盐水泥和石英砂为骨架，以硫酸钠、氯化钙和硅酸钙为辅助材料制成的防水涂料，在硅酸盐的催化下，硫酸钠、氯化钙和硅酸钙在水的作用下渗入混凝土的孔隙内，形成针柱状晶体，促使防水涂料层与混凝土通过渗入的晶体形成一种“榫卯结构”的物理连接，起到堵塞混凝土表层孔隙的作用，提高抗氯离子渗透的效果。另外，硫酸钠具有膨胀性，在形成针状晶体后，能够发生膨胀，进一步增强晶体的封堵作用，硅酸钙有助于晶体内产生更多的疏水基团，降低晶体的水溶性，最终提高预制管片的防水抗渗性，减少氯离子的渗透。优选的，所述防水涂料的原料还包括有10～16份的硅烷乳液。通过采用上述技术方案，硅烷乳液能够与混凝土内未水化完全的硅酸三钙水凝胶产生交联反应，通过化学连接作用，有助于增强防水涂料层与混凝土的强度衔接，提高预制管片的抗氯离子渗透的效果。优选的，步骤S203中，蒸汽养护依次包括升温养护、恒温养护与降温养护，所述升温养护以15～20℃/h的速度升温至60～70℃，在90％RH～100％RH的湿度条件下恒温养护1～2h，再以15～20℃/h的速度降至室温(23～30℃)。通过采用上述技术方案，三段升温工艺能够使预制管片成型后更加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预制管片混凝土，其特征在于，由包含以下重量份的原料制成：/n水泥：110～140份；/n矿物掺合料：30～45份；/n砂子：130～180份；/n石子：250～330份；/n减水剂：4～5份；/n水：35～45份；/n改性水滑石粉末：15～20份；所述改性水滑石粉末按照如下步骤制备得到：/nS101:将摩尔比为（1～3）:1:1的四水硝酸钙、九水硝酸铝与亚硝酸钙充分溶解于去离子水中，制得第一混合液；/nS102:在100～200rpm的转速和35～40℃的温度下，往第一混合液中滴加氢氧化钠溶液，调节第一混合液的pH值至11～12，搅拌3～4h,制得第二混合液；/nS103:将第二混合液加热升温至70～80℃，保温反应20～24h,进行真空抽滤并用去离子水清洗，得到沉淀物；将沉淀物置于120～150℃的温度下烘干，制得改性水滑石粉末。/n

【技术特征摘要】
1.一种预制管片混凝土，其特征在于，由包含以下重量份的原料制成：
水泥：110～140份；
矿物掺合料：30～45份；
砂子：130～180份；
石子：250～330份；
减水剂：4～5份；
水：35～45份；
改性水滑石粉末：15～20份；所述改性水滑石粉末按照如下步骤制备得到：
S101:将摩尔比为（1～3）:1:1的四水硝酸钙、九水硝酸铝与亚硝酸钙充分溶解于去离子水中，制得第一混合液；
S102:在100～200rpm的转速和35～40℃的温度下，往第一混合液中滴加氢氧化钠溶液，调节第一混合液的pH值至11～12，搅拌3～4h,制得第二混合液；
S103:将第二混合液加热升温至70～80℃，保温反应20～24h,进行真空抽滤并用去离子水清洗，得到沉淀物；将沉淀物置于120～150℃的温度下烘干，制得改性水滑石粉末。


2.根据权利要求1所述的一种预制管片混凝土，其特征在于：所述预制管片混凝土的原料还包括8～12份的膨胀剂，所述膨胀剂由重量比为（2～4）:1:1的钙基膨润土、氧化钙与钙矾石组成。


3.根据权利要求1所述的一种预制管片混凝土，其特征在于：所述预制管片混凝土的原料还包括3～5份的缓蚀剂，所述缓蚀剂由重量比为（3～5）:（2～3）:1的三乙醇胺、三异丙醇胺与十二烷基磺酸钠组成。


4.根据权利要求1所述的一种预制管片混凝土，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌明杰，
申请(专利权)人：浙江裕洋隧道管片制造有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33