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Π铁Π道建筑

25 Railway Engineering1 February ,2009
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文章编号:1003 1995 (2009) 02 0052 04

配制高性能粉煤灰隧道混凝土的正交试验研究
王永海,柯国炬,李北星,周明凯
(武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室,武汉 430070)
摘要:采用正交试验方法,研究了水胶比、胶凝材料用量、粉煤灰掺量、超量取代系数 4 个因素对隧道二
次衬砌粉煤灰混凝土抗压强度和抗渗性的影响规律。研究结果表明,水胶比和粉煤灰掺量对混凝土的
7 d 抗压强度影响比较显著2 2 2 2 ,水胶比和超代系数对混凝土的 28 d 抗压强度影响比较显著,粉煤灰混凝土
的 28 d 抗渗性主要取决于水胶比。根据各因素的影响规律和程度,从技术经济的角度出发,推断出各
因素配制隧道二次衬砌粉煤灰混凝土的合理水平。
关键词:二次衬砌混凝土正交试验粉煤灰抗压强度相对渗透系数
中图分类号:TU528 文献标识码:A
凝土低强度、高流态、抗渗性的特点,本试验主要考虑
0 前言四个因素四个水平,采用正交试验设计方法,通过科学
安排试验方案和有效地分析试验结果,以最少的试验
目前隧道的运营状况不容乐观,大部分隧道都存次数来推断出各种因素的影响规律和显著性关系,并
在着不同程度的渗漏问题。隧道二次衬砌混凝土强度推断出各因素合理的配合比范围。
等级一般为 C25 ,设计抗渗等级一般为 S8 。引起隧道
渗、漏水的原因有:新拌混凝土的工作性不好,加之隧 1 试验
道二次衬砌混凝土施工条件的限制,不易振捣密实,混
凝土内部易形成蜂窝、麻面等施工孔隙;隧道二次衬砌 1 1 原材料
混凝土设计强度较低,配制时水胶比大,内部存在连通水泥:采用华新水泥厂生产的 32 5 级普通硅酸盐
的毛细孔较多;由于混凝土内外温差、自身收缩引起的水泥,基本物理力学性能见表 1 ;粉煤灰:汉川电厂的
混凝土开裂。粉煤灰高性能隧道混凝土的设计思路Ⅱ级粉煤灰,主要物理性能见表 2 ;粗集料:采用粒径 5
是:利用高效减水剂的减水作用降低水胶比,减小混凝~25 mm 连续级配的石灰岩碎石,压碎值 10 1 % ,针片
土内部孔隙率,同时掺入粉煤灰改善其流动性、抗裂性状含量 7 2 % ,表观密度2 675 kg m3 ; 细集料: 上巴河
等指标,使混凝土具有合理的强度等级、优良的工作性砂,细度模数为 2 7 , 表观密度 2 650 kg m3 , 含泥量
能、良好的抗渗性及较高的抗裂性。影响粉煤灰高性 1 4 % ;外加剂: 浩源化学建材有限公司生产的 FDN
能混凝土强度和抗渗性的因素很多,针对二次衬砌混 9000 高效减水剂,为非引气型减水剂。
表 1 水泥的物理力学性能
凝结时间(h :min) 细度标准稠度抗压强度 MPa 抗折强度 MPa
项目安定性
初凝终凝% % 3 d 28 d 3 d 28 d
P. O32. 5 2 :10 3 :05 3. 5 28 合格 18. 1 40. 1 4. 0 9. 0
表 2 粉煤灰的物理性能