CN117069424B - 一种预应力内衬混凝土及其制备方法和施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种预应力内衬混凝土及其制备方法和施工方法，涉及建筑材料领域。所述的预应力内衬混凝土，包括如下组分：水泥、粉煤灰、矿渣粉、砂、碎石、水、超塑化剂、缓凝剂本发明在实施过程中采用两种不同比表面积的矿渣粉减少硬化混凝土的收缩率和降低混凝土绝热温升，有助于提高了混凝土的防裂效果；另外向混凝土中加入了超塑化剂、缓凝剂作为外加剂用于改善混凝土的物理性能、凝结时间、力学性能及耐久性能，最终使得本发明的混凝土具有早期水化热低、强度高、耐久性好的优点，工程中配合使用上述的施工方法，既能满足工程施工要求，也能确保工程质量，节约施工成本。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种预应力内衬混凝土及其制备方法和施工方法。
背景技术
预应力混凝土结构是由普通钢筋混凝土结构发展而来，其原理是对结构承载是产生拉应力的部位，预先用某种方法对混凝土施加一定的预应压力，以抵消或部分抵消结构承载时产生拉的应力，达到延缓受拉混凝土开裂或裂缝开展，使结构在使用荷载下不出现裂缝或不产生过大的裂缝。预应力混凝土的理论基础包括：(1)预应力使混凝土成为弹性材料。将预应力混凝土构件看做混凝土经过预压后从原来抗拉弱、抗压强的脆性材料变成既能抗拉又能抗压的弹性材料。混凝土承受两个力系内部预压力和外部荷载。外部荷载产生的拉应力被预压力产生的拉应力所抵消。(2)施加预应力是为了是高强钢材和混凝土能协同工作。将预应力混凝土看做高强钢材与混凝土材料的组合，与钢筋混凝土一样用钢筋承受拉力及混凝土承受压力以抵抗外力弯矩。要充分利用混凝土结构中高强钢筋的强度，必须在于混凝土组合时预先张拉，完成一定的变形量。预应力是一种充分利用高强钢筋的有效手段，预应力混凝土可以看做钢筋混凝土的扩展。(3)施加预应力是实现部分荷载的平衡。施加预应力是试图平衡构件上部分或全部荷载。如果预应力对截面产生的弯矩等于外荷载产生的弯矩，则构件处于轴心受压状态。三种不同的理论基础为预应力结构的弹性设计、塑形设计及平衡设计提供了理论依据。预应力混凝土较普通钢筋混凝土而言，具有以下主要优点：
(1)节约工程材料、减轻结构自重。由于预应力混凝土构件必须采用高强度钢筋和高强混凝土，因此可以减少构件的截面，节省钢材和混凝土，减轻结构的自重。
(2)提高构件的抗裂性和刚度。施加预应力后，在使用荷载作用下构件可以不出现裂缝和推迟裂缝的出现，构件刚度相应提高，结构的耐久性增强。
(3)减小混凝土梁的剪力和主拉应力。由于平衡载荷作用，预应力构件支座部分剪力减小又由于混凝土预压应力的存在，使荷载作用下的主拉应力减小，有利于减小梁腹的厚度，减小结构的自重。
(4)结构安全，质量可靠。施加预应力时，预应力筋和混凝土都将接受一次强度检测，对结构的安全和质量保证起到预检验的作用。
基于预应力混凝土结构的上述优点，针对预应力混凝土的研究较多，如中国专利申请201410119486.0中公开了一种制备预应力高强度混凝土管桩的混凝土，该混凝土中，每立方混凝土由以下组分组成：硅酸盐水泥：360-500kg；S95矿粉：50-150kg；超细矿粉：0-50kg；砂：700-750kg；碎石：1150-1250kg；水：115-151kg；减水剂：3.68-5.4kg；激发剂：9.2-10.8kg。该混凝土成本低廉，且具有良好的强度和耐侵蚀性能。同时还提供该预应力高强度混凝土管桩的制备方法，该制备方法简单易操作，有利于降低制备成本，且提高管桩的耐侵蚀能力。
再如中国专利申请201911381697.0中公开了一种高性能膨胀预应力混凝土及其制备方法，该混凝土的成分包括胶凝材料、改性吸水沸石、膨胀剂、减水剂、水、细骨料和粗骨料；所述改性吸水沸石通过两步改性后真空饱水而得。该混凝土综合使用混凝土内养护技术和收缩补偿技术，在维持较低水灰比的条件下仍能够使膨胀剂充分水化，解决了膨胀剂不能在低水灰比的高强混凝土中应用的问题，以及过量使用膨胀剂导致混凝土后期强度损失等工程难题。
但是经过检索发现针对深埋长隧洞用的预应力内衬混凝土的研究很少，而隧洞内衬预应力混凝土温度裂缝防控是一个巨大的挑战，因此需要开发一种力学性能、耐久性能优异及绝热温升满足工程设计要求及温控防裂需要的预应力内衬混凝土及其制备方法。
发明内容
基于现有技术存在的不足，本发明在旨在提供一种力学性能、耐久性能优异、绝热温升满足工程设计要求、满足温控防裂需要的预应力内衬混凝土及其制备方法和施工方法。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一方面，本发明提供了一种预应力内衬混凝土，所述的预应力内衬混凝土按重量份数计包括如下组分：
水泥230-260份，粉煤灰50-80份，矿渣粉120-150份，砂700-800份，碎石1000-1100份，水150-170份，超塑化剂6-10份，缓凝剂0.5-1.5份；
优选地，所述的预应力内衬混凝土按重量份数计包括如下组分：
水泥253份，粉煤灰69份，矿渣粉138份，砂770份，碎石1024份，水161份，超塑化剂8.3份，缓凝剂0.92份；
其中，所述的水泥为P·O52.5MPa普通硅酸盐水泥。
所述的矿渣粉为比表面积为550m2/kg的矿渣粉A和450m2/kg的矿渣粉B的混合物；所述的矿渣粉A和矿渣粉B的质量比为5-1:1-5；优选地，所述的矿渣粉A和矿渣粉B的质量比为1:1。
本发明在实施过程中意外地发现矿渣粉的比表面积增大会增加混凝土早期的自收缩，采用不同比表面积组合的矿渣粉作为预应力内衬混凝土的掺合料可以更好的提高混凝土密实度。控制两种不同比表面积的矿渣粉质量比为5-1:1-5，矿渣粉比表面积优质组合对降低早期绝热温升有一定作用，这样既有利于降低混凝土早期水化热又有利于充分利用矿物掺合料的后期强度。
所述的矿渣粉的比表面积≥400m2/kg。
所述的砂为常用天然砂。
所述的超塑化剂为聚羧酸系高性能减水剂；
所述的缓凝剂为有机混凝土缓凝剂，所述的有机混凝土缓凝剂选自木质素磺酸钠、酒石酸、柠檬酸和葡萄糖酸钠中的一种或几种；
优选地，所述的缓凝剂为木质素磺酸钠、酒石酸和葡萄糖酸钠的混合物；再所述的木质素磺酸钠、酒石酸和葡萄糖酸钠的质量比为1-2:1:1-2；进一步优选地，所述的木质素磺酸钠、酒石酸和葡萄糖酸钠的质量比为1:1:1。
选择木质素磺酸钠、酒石酸和葡萄糖酸钠组成的复配缓凝剂，可以提高成型后混凝土的力学性能及耐久性能。
在一些优选实施方案中，所述的水与水泥和粉煤灰和矿渣粉总量的质量比为0.35:1；优选为0.35:1。
本发明在实施过程中意外地发现控制水与水泥和粉煤灰和矿渣粉总量质量比为0.35:1不仅可以保证混凝土配制过程中的工作流动性，还可以保证混凝土的力学性能及耐久性能。
所述的超塑化剂、缓凝剂的质量比为5-10:0.2-1；优选为8.3:0.92。
本发明在实施过程中向混凝土中加入了超塑化剂、缓凝剂作为外加剂用于改善混凝土的流动性能、凝结时间、力学性能以及耐久性能，本申请通过控制超塑化剂、缓凝剂的具体组分，并进一步控制超塑化剂、缓凝剂质量比为5-10:0.2-1，明显提高了混凝土的流动性，延长了凝结时间，改善了混凝土的工作性能，使得到的混凝土能够刚好的应用于隧洞内衬，通过本发明提供的原料组分制备得到了一种力学性能、耐久性能的优越及绝热温升满足工程设计要求及温控防裂需要的预应力内衬混凝土。
另一方面，本申请还提供了上述预应力内衬混凝土的制备方法，包括如下步骤：
S1、先将砂和碎石混匀，得混合物C；
S2、再将水泥、粉煤灰和矿渣粉混匀，得到混合物D；
S3、然后将混合物C和混合物D混合，并加入水、超塑化剂和缓凝剂，搅拌混合至均匀糊状，即得预应力内衬混凝土。
再一方面，本申请还提供了上述混凝土应用于深埋长隧洞内衬的施工方法，包括以下步骤：
步骤一、先利用钢筋台车安装钢筋、钢绞线、锚具槽及止水铜片，安装完毕后，钢筋台车移位，针梁钢模台车移动就位，并封堵、加固端头模板；
步骤二、将本发明制备的混凝土采用搅拌运输车运输至隧洞工作井(竖井)，利用竖井内安装的抗分离溜管将混凝土溜送至竖井底部，再由混凝土运输车运输至浇筑工作面，通过模板台车进行浇筑；
步骤三、浇筑隧洞腰部以下内衬混凝土时，混凝土泵通过“输送泵管、Y型三通管及软胶管”将混凝土同时输送至隧洞腰部两侧入仓口，同步、均衡浇筑腰部以下内衬混凝土，混凝土泵送入仓后，通过附着式振动器振捣，结合浇筑窗口处采用***式振捣器振捣，确保浇筑密实；
步骤四、隧洞腰部以下混凝土浇筑完成后，浇筑隧洞腰部以上内衬混凝土前，拆除输送泵管上的“Y型三通管”，再接上“软胶管+止回阀”，将混凝土输送至隧洞顶部入仓口，浇筑隧洞腰部以上内衬混凝土，在隧洞内衬模板拱顶设置观测管，当观测管有混凝土流出时，表明拱顶内衬空间已填充饱满，关闭止回阀再拆除软胶管。
步骤五、当一段隧洞内衬混凝土浇筑完成后，进行混凝土泵管的清洗。
其中，步骤一中所述的模板台车设混凝土泵、分料入仓装置及附着式模板振动器。
混凝土浇筑后1天左右(18h-36h)，针梁钢模台车脱模，通过喷淋养护台车或雾炮机对隧洞衬砌混凝土进行喷淋/喷雾养护。
本发明的混凝土具有早期水化热低、强度高、耐久性好的优点，工程中配合使用上述的施工方法，既能满足工程施工要求，也能确保工程质量，节约施工成本。
与现有技术相比，本申请的有益效果在于：
(1)本发明在实施过程中意外地发现同时掺入15％的粉煤灰，在混凝土中起到填充作用和二次水化作用，可降低混凝土的孔隙率，改善孔结构，有效提高混凝土密实度，同时可减少水泥用量，可降低早期混凝土绝热温升。
(2)本发明在实施过程中意外地发现矿渣粉的比表面积增大会增加混凝土早期的自收缩，采用不同比表面积组合的矿渣粉作为预应力内衬混凝土的掺合料可以更好的提高混凝土密实度。控制两种不同比表面积的矿渣粉质量比为0.3-3:0.3-3，不同比表面积的矿渣粉组合对降低早期绝热温升有一定促进作用，既有利于降低混凝土早期水化热又有利于充分利用矿物掺合料的后期强度。
(3)本发明在实施过程中向混凝土中加入了超塑化剂、缓凝剂作为外加剂用于改善混凝土的流动性能、凝结时间、力学性能以及耐久性能，本申请通过控制超塑化剂、缓凝剂的具体组分，选择木质素磺酸钠、酒石酸和葡萄糖酸钠组成的复配缓凝剂，可以提高成型后混凝土的力学性能及耐久性能。同时进一步控制超塑化剂、缓凝剂质量比为5-10:0.2-1，可以提高混凝土的流动性，延长了凝结时间，改善了混凝土的工作性能，使得到的混凝土能够刚好的应用于隧洞内衬，通过本发明提供的原料组分制备得到了一种力学性能、耐久性能的优越及绝热温升满足工程设计要求及温控防裂需要的预应力内衬混凝土。
(4)本发明在实施过程中意外地发现控制水与水泥和粉煤灰和矿渣粉总量质量比为0.35:1不仅可以保证混凝土配制过程中的工作流动性，还可以保证混凝土的力学性能及耐久性能。
(5)本发明的混凝土具有早期水化热低、强度高、耐久性好的优点，工程中配合使用上述的施工方法，既能满足工程施工要求，也能确保工程质量，节约施工成本。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，对本发明进行进一步详细说明。此处说明若涉及到具体实例时仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
基础实施例：混凝土应用于深埋长隧洞内衬的施工方法
包括以下步骤：
步骤一、先利用钢筋台车安装钢筋、钢绞线、锚具槽及止水铜片，安装完毕后，钢筋台车移位，针梁钢模台车移动就位，并封堵、加固端头模板；
步骤二、将本发明制备的混凝土采用搅拌运输车运输至隧洞工作井(竖井)，利用竖井内安装的抗分离溜管将混凝土溜送至竖井底部，再由混凝土运输车运输至浇筑工作面，通过模板台车进行浇筑；
步骤三、浇筑隧洞腰部以下内衬混凝土时，混凝土泵通过“输送泵管、Y型三通管及软胶管”将混凝土同时输送至隧洞腰部两侧入仓口，同步、均衡浇筑腰部以下内衬混凝土，混凝土泵送入仓后，通过附着式振动器振捣，结合浇筑窗口处采用***式振捣器振捣，确保浇筑密实；
步骤四、隧洞腰部以下混凝土浇筑完成后，浇筑隧洞腰部以上内衬混凝土前，拆除输送泵管上的“Y型三通管”，再接上“软胶管+止回阀”，将混凝土输送至隧洞顶部入仓口，浇筑隧洞腰部以上内衬混凝土，在隧洞内衬模板拱顶设置观测管，当观测管有混凝土流出时，表明拱顶内衬空间已填充饱满，关闭止回阀再拆除软胶管。
步骤五、当一段隧洞内衬混凝土浇筑完成后，进行混凝土泵管的清洗。
其中，步骤一中所述的模板台车设混凝土泵、分料入仓装置及附着式模板振动器。
混凝土浇筑后1天左右(18h-36h)，针梁钢模台车脱模，通过喷淋养护台车或雾炮机对隧洞衬砌混凝土进行喷淋/喷雾养护。
实施例1一种预应力内衬混凝土及其制备方法
所述的预应力内衬混凝土按重量份数计包括如下组分：
水泥253份，粉煤灰69份，矿渣粉138份，砂770份，碎石1024份，水161份，超塑化剂8.3份，缓凝剂0.92份。
所述的矿渣粉为比表面积为550m2/kg的矿渣粉A和比表面积为450m2/kg的矿渣粉B的混合物，所述的比表面积为550m2/kg的矿渣粉A和比表面积为450m2/kg的矿渣粉B的质量比为5:1；
所述的矿渣粉的比表面积≥400m2/kg；
所述的超塑化剂为聚羧酸系高性能减水剂(山西格瑞特005)；
所述的缓凝剂为质量比1:1:1的木质素磺酸钠、酒石酸和葡萄糖酸钠的混合物；
制备方法，包括如下步骤：
S1、先将砂和碎石混匀，得混合物C；
S2、再将水泥、粉煤灰和矿渣粉混匀，得到混合物D；
S3、然后将混合物C和混合物D混合，并加入水、超塑化剂和缓凝剂，搅拌混合至均匀糊状，即得预应力内衬混凝土。
实施例2一种预应力内衬混凝土及其制备方法
所述的预应力内衬混凝土按重量份数计包括如下组分：
水泥253份，粉煤灰69份，矿渣粉138份，砂770份，碎石1024份，水161份，超塑化剂8.3份，缓凝剂0.92份。
所述的矿渣粉为比表面积为550m2/kg的矿渣粉A和比表面积为450m2/kg的矿渣粉B的混合物，所述的比表面积为550m2/kg的矿渣粉A和比表面积为450m2/kg的矿渣粉B的质量比为2:1；
所述的矿渣粉的比表面积≥400m2/kg；
所述的超塑化剂为聚羧酸系高性能减水剂(山西格瑞特005)；
所述的缓凝剂为质量比1.5:1:1.5的木质素磺酸钠、酒石酸和葡萄糖酸钠的混合物；
制备方法，包括如下步骤：
S1、先将砂和碎石混匀，得混合物C；
S2、再将水泥、粉煤灰和矿渣粉混匀，得到混合物D；
S3、然后将混合物C和混合物D混合，并加入水、超塑化剂和缓凝剂，搅拌混合至均匀糊状，即得预应力内衬混凝土。
实施例3一种预应力内衬混凝土及其制备方法
所述的预应力内衬混凝土按重量份数计包括如下组分：
水泥253份，粉煤灰69份，矿渣粉138份，砂770份，碎石1024份，水161份，超塑化剂8.3份，缓凝剂0.92份。
所述的矿渣粉为比表面积为550m2/kg的矿渣粉A和比表面积为450m2/kg的矿渣粉B的混合物，所述的比表面积为550m2/kg的矿渣粉A和比表面积为450m2/kg的矿渣粉B的质量比为1:1；
所述的矿渣粉的比表面积≥400m2/kg；
所述的超塑化剂为聚羧酸系高性能减水剂(山西格瑞特005)；
所述的缓凝剂为质量比1:1:1的木质素磺酸钠、酒石酸和葡萄糖酸钠的混合物；
制备方法，包括如下步骤：
S1、先将砂和碎石混匀，得混合物C；
S2、再将水泥、粉煤灰和矿渣粉混匀，得到混合物D；
S3、然后将混合物C和混合物D混合，并加入水、超塑化剂和缓凝剂，搅拌混合至均匀糊状，即得预应力内衬混凝土。
实施例4一种预应力内衬混凝土及其制备方法
所述的预应力内衬混凝土按重量份数计包括如下组分：
水泥253份，粉煤灰69份，矿渣粉138份，砂770份，碎石1024份，水161份，超塑化剂8.3份，缓凝剂0.92份。
所述的矿渣粉为比表面积为550m2/kg的矿渣粉A和比表面积为450m2/kg的矿渣粉B的混合物，所述的比表面积为550m2/kg的矿渣粉A和比表面积为450m2/kg的矿渣粉B的质量比为1:2；
所述的矿渣粉的比表面积≥400m2/kg；
所述的超塑化剂为聚羧酸系高性能减水剂(山西格瑞特005)；
所述的缓凝剂为质量比1:1:1的木质素磺酸钠、酒石酸和葡萄糖酸钠的混合物；
制备方法，包括如下步骤：
S1、先将砂和碎石混匀，得混合物C；
S2、再将水泥、粉煤灰和矿渣粉混匀，得到混合物D；
S3、然后将混合物C和混合物D混合，并加入水、超塑化剂和缓凝剂，搅拌混合至均匀糊状，即得预应力内衬混凝土。
实施例5一种预应力内衬混凝土及其制备方法
所述的预应力内衬混凝土按重量份数计包括如下组分：
水泥253份，粉煤灰69份，矿渣粉138份，砂770份，碎石1024份，水161份，超塑化剂8.3份，缓凝剂0.92份。
所述的矿渣粉为比表面积为550m2/kg的矿渣粉A和比表面积为450m2/kg的矿渣粉B的混合物，所述的比表面积为550m2/kg的矿渣粉A和比表面积为450m2/kg的矿渣粉B的质量比为1:5；
所述的矿渣粉的比表面积≥400m2/kg；
所述的超塑化剂为聚羧酸系高性能减水剂(山西格瑞特005)；
所述的缓凝剂为质量比1:1:1的木质素磺酸钠、酒石酸和葡萄糖酸钠的混合物；
制备方法，包括如下步骤：
S1、先将砂和碎石混匀，得混合物C；
S2、再将水泥、粉煤灰和矿渣粉混匀，得到混合物D；
S3、然后将混合物C和混合物D混合，并加入水、超塑化剂和缓凝剂，搅拌混合至均匀糊状，即得预应力内衬混凝土。
对比例1
与实施例4的区别在于：水泥用量460份，无掺粉煤灰，无掺矿渣粉，其他组分以及含量与实施例4相同，制备方法同实施例4。
对比例2
与实施例4的区别在于：水泥用量391份，无掺矿渣粉，其他组分以及含量与实施例4相同，制备方法同实施例4。
对比例3
与实施例4的区别在于：矿渣粉全部为比表面积为550m2/kg的矿渣粉A，其他组分以及含量与实施例4相同，制备方法同实施例4。
对比例4
与实施例4的区别在于：矿渣粉全部为比表面积为450m2/kg的矿渣粉B，其他组分以及含量与实施例4相同，制备方法同实施例4。
对比例5
与实施例4的区别在于：缓凝剂为质量比1:1的木质素磺酸钠、酒石酸，其他组分以及含量与实施例4相同，制备方法同实施例4。
对比例6
与实施例4的区别在于：超塑化剂6份，缓凝剂3.22份。其他组分以及含量与实施例4相同，制备方法同实施例4。
实施例和对比例组成如下(其中，减水剂包括超塑化剂和缓凝剂)：
性能测试
1、坍落度：试验方法：《水工混凝土试验规程》SL/T352-2020(4.2混凝土拌和物坍落度试验)；
2、扩散度：试验方法：《水工混凝土试验规程》SL/T352-2020(4.4混凝土拌和物扩散度试验)；
3、抗压强度：试验方法：《水工混凝土试验规程》SL/T352-2020(5.1混凝土立方体抗压强度试验)；
4、劈裂抗拉强度：试验方法：《水工混凝土试验规程》SL/T352-2020(5.3混凝土劈裂抗拉强度试验)；
5、静压弹性模量：试验方法：《水工混凝土试验规程》SL/T352-2020(5.8混凝土轴心抗压强度与静力抗压弹性模量试验)；
6、抗渗等级：试验方法：《水工混凝土试验规程》SL/T352-2020(5.22混凝土抗渗性试验-逐级加压法)；
7、抗冻等级：试验方法：《水工混凝土试验规程》SL/T352-2020(5.24混凝土抗冻性试验-快冻法)；
8、氯离子扩散系数：试验方法：《水工混凝土试验规程》SL/T352-2020(5.30混凝土氯离子扩散系数试验-RCK法)；
9、热学性能：试验方法：《水工混凝土试验规程》SL/T352-2020(5.19混凝土绝热温升试验)。
结果如下：
各混凝土配合比均满足泵送施工工作性能的要求。从性能来看，实施例3(粉煤灰15％，矿渣粉(A10％+B20％)相比无掺混合材的对比例1、单掺粉煤灰15％的对比例2，28d的抗压强度相差不大，这是由于粉煤灰及两种不同比表面积的矿渣粉(A+B)微细颗粒最佳组合能充分填充水泥、骨料堆积体系中的部分孔隙，同时粉煤灰、矿渣粉中的活性二氧化硅、氧化铝与水泥水化产物中的硅酸钙、氢氧化钙等发生二次水化反应，生成硅酸钙、硫铝酸钙等,进一步填充混凝土中存留的孔隙而增加密实度，改善孔结构。
当温度应力明显小于该龄期抗拉强度时，说明混凝土产生温度裂缝的概率较小。如：综合采取控制混凝土浇筑温度小于27℃，喷水养护不少于28d(养护水温40℃～32℃阶梯式控制)，隧洞腰线以下手孔封堵、铺设土工布降低约束等工程措施，实施例4的28d抗拉强度为3.98MPa，最大拉应力3.13MPa(30℃的养护水)，其抗裂系数1.272，抗裂系数大于1.0对早期开裂风险更低。
实施例4的混凝土，掺不同比表面积的矿渣粉(A10％+B20％)组合相比与其它组合明显有出色的微集料效应，其28d氯离子扩散系数(×10-12m2/s)3.5，说明矿渣粉(A10％+B20％)的组合最优，最有效地改善了混凝土内部空隙结构，减少了空隙率，使混凝土更加密实，降低了氯离子扩散系数，可从侧面体现混凝土抗渗性能的改善。
实施例4和对比例3、4对比，说明选择两种不同比表面积的矿渣粉(A+B)微细颗粒对物理性能有显著的提高作用。实施例4和对比例5、6对比，说明选择特定减水剂可以进一步提高混凝土性能。
实施例1-5在粉煤灰掺量15％不变前提下，组合掺矿渣粉A与矿渣粉B质量比5-1：1-5，随两种不同比表面积组合的掺量变化，混凝土绝热温升呈不同程度的下降，实施例4在1d-10d龄期的混凝土绝热温升最低；
实施例4相比对比例1(无掺混合材)对应的混凝土1d、3d、7d、28d龄期的绝热温升试验值降低30.4℃、11.0℃、11.7℃、12.4℃；混凝土开裂风险大大降低。实施例4相比对比例2(单掺粉煤灰15％)对应的混凝土1d、3d、7d、28d龄期的绝热温升试验值降低5.8℃、6.1℃、5.1℃、4.8℃；混凝土开裂风险大幅度降低。同样，实施例4和对比例3-6相比，不同程度地降低了绝热温升试验值。
综上，实施例1-5中，实施例4在1d-10d龄期的混凝土绝热温升最低，说明矿渣粉A与矿渣粉B的1：2组合最优，同时氯离子扩散系数降低显著。综合考虑混凝土设计龄期、物理性能、力学性能、耐久性能及绝热温升等各项指标，实施例4为最优实施例。
Claims (9)
1.一种预应力内衬混凝土，其特征在于：按重量份数计包括如下组分：
水泥230-260份，粉煤灰50-80份，矿渣粉120-150份，砂700-800份，碎石1000-1100份，水150-170份，超塑化剂6-10份和缓凝剂0.5-1.5份；
所述的矿渣粉为比表面积为550m2/kg的矿渣粉A和450m2/kg的矿渣粉B的混合物；所述的矿渣粉A与矿渣粉B的质量比为5-1:1-5；所述的缓凝剂为质量比1-2:1:1-2的木质素磺酸钠、酒石酸和葡萄糖酸钠的混合物；所述的超塑化剂、缓凝剂的质量比为5-10:0.2-1。
2.根据权利要求1所述的预应力内衬混凝土，其特征在于：按重量份数计包括如下组分：
水泥253份，粉煤灰69份，矿渣粉138份，砂770份，碎石1024份，水161份，超塑化剂8.3份，缓凝剂0.92份。
3.根据权利要求1所述的预应力内衬混凝土，其特征在于：所述的矿渣粉A和矿渣粉B的质量比为1:1。
4.根据权利要求1所述的预应力内衬混凝土，其特征在于：所述的超塑化剂为聚羧酸系高性能减水剂。
5.根据权利要求1所述的预应力内衬混凝土，其特征在于：所述的缓凝剂为质量比1:1:1的木质素磺酸钠、酒石酸和葡萄糖酸钠的混合物。
6.根据权利要求1所述的预应力内衬混凝土，其特征在于：所述的水与水泥、粉煤灰及矿渣粉总量的质量比为0.35:1。
7.根据权利要求1-6任一项所述的预应力内衬混凝土的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、先将砂和碎石混匀，得混合物C；
S2、再将水泥、粉煤灰、矿渣粉混匀，得到混合物D；
S3、然后将混合物C和混合物D混合，并加入水和超塑化剂和缓凝剂，搅拌混合至均匀糊状，即得预应力内衬混凝土。
8.根据权利要求1-6任一项所述的预应力内衬混凝土在深埋长隧洞内衬中的应用。
9.根据权利要求1-6任一项所述的预应力内衬混凝土应用于深埋长隧洞内衬的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、先利用钢筋台车安装钢筋、钢绞线、锚具槽及止水铜片，安装完毕后，钢筋台车移位，针梁钢模台车移动就位，并封堵、加固端头模板；
步骤二、将权利要求1-6任一项所述的预应力内衬混凝土采用搅拌运输车运输至隧洞工作井，利用工作井内安装的抗分离溜管将混凝土溜送至竖井底部，再由混凝土运输车运输至浇筑工作面，通过模板台车进行浇筑；
步骤三、浇筑隧洞腰部以下内衬混凝土时，混凝土泵通过“输送泵管、Y型三通管及软胶管”将混凝土同时输送至隧洞腰部两侧入仓口，同步、均衡浇筑腰部以下内衬混凝土，混凝土泵送入仓后，通过附着式振动器振捣，结合浇筑窗口处采用***式振捣器振捣，确保浇筑密实；
步骤四、隧洞腰部以下混凝土浇筑完成后，浇筑隧洞腰部以上内衬混凝土前，拆除输送泵管上的“Y型三通管”，再接上“软胶管+止回阀”，将混凝土输送至隧洞顶部入仓口，浇筑隧洞腰部以上内衬混凝土，在隧洞内衬模板拱顶设置观测管，当观测管有混凝土流出时，表明拱顶内衬空间已填充饱满，关闭止回阀再拆除软胶管；
步骤五、当一段隧洞内衬混凝土浇筑完成后，进行混凝土泵管的清洗；
其中，步骤二中所述的模板台车设混凝土泵、分料入仓装置及附着式模板振动器。
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