福州地铁1号线混凝土耐久性配合比设计

摘要：本文从福州地铁1号线混凝土耐久性设计的要求出发，从混凝土的原材料选用及配合比合理设计，再经过多次试配，选择最优的方案，其可行性并在地铁工程中得到验证，供类似工程参考。

 

关键词：地铁;耐久性;配合比

 

地铁工程一般为条状结构，需要穿过很多区域，其所处的环境较为复杂，其外部环境和岩土直接紧密接触，而周边岩土一般不具有匀质性，变化较大，这使得地铁结构所处的环境不具有线性特点，再加上有地下水的地方一般还含有一定程度的腐蚀性的物质，这对混凝土结构的耐久性具有很大的影响，所以对福州地铁1号线混凝土的配合比设计及运用的研究显得具有十分重要的意义。

 

1工程概况

 

福州地铁1号线的起始站为象峰站，从主城再经过闽江，顺着则徐大道直到福峡路，终点站为东部新城站，全部为地下线，地铁路线总长度为29．2公里，其中总共设置24座车站，其中有7座为换乘站。

 

2地铁混凝土配合比设计思路

 

混凝土的耐久性是指混凝土在周边的化学物质侵蚀、大气的影响、酸雨的影响、干湿交替作用等一系列的破坏下，仍可以保持其独特的承载力的性质。混凝土结构在长期的自然环境和人为因素的作用下。混凝土内部将随着时间的推移发生徐变、老化和结构损伤，这些因素的不断积累，导致混凝土结构的耐久性不断下降，甚至影响到期承载力。而有害物质进入到混凝土内部的过程就是混凝土的渗透性体现，其主要对混凝土内部的毛细孔的数量、大小、长短及贯通等情况的反映，是混凝土对外界有害介质的渗透的抵抗过程。而当二氧化碳气体、水和其他腐蚀性离子渗透到混凝土内部时，混凝土就会发生碳化、硫酸盐腐蚀、碱骨料反应、冻融破坏和加剧钢筋的锈蚀等现象。

 

由于地铁所处的环境比较特殊，对混凝土耐久性的要求较高，对混凝土的性能要求也较为严格。所以在对本次地铁C35的配合比设计中，主要是针对混凝土的原材料选定、配合比的试配、并经过多次优化，选定经济可靠的配合比，并在实际的施工中得到验证，施工的部位主要为主体结构的底板、底板梁、顶板、顶梁和暗梁、内衬墙、中板、中梁、内墙、楼梯、站台板等，其环境类别为I—B级。

 

3材料的选定与配合比设计

 

3．1原材料的选定

 

(1)水泥

 

本工程设计要求：应选用低水化热水泥，碱含量小于0．6％，C3A含量不超过8％；水泥比表面积>~300IIf／kg～350lIf／kg普通硅酸盐水泥。生产厂家为福州炼石水泥有限公司，水泥的主要性能指标：碱含量为0．59％，三氧化硫含量为2．72％，水泥比表面积340斫／kg，C3A含为1．27％，Mso含量为1．96％，烧失量3．95％，氯离子含量为0．009％，初凝时间174rain，终凝时间233rain，抗折强度3d为5．9MPa，28d为9．4Mpa，抗压强度3d为32．4MPa，28d为55．0Mpa，安定性合格。

 

(2)粗骨料

 

粗骨料应选择良好的级配并有一定的抗压强度，不得使用碱活性粗骨料，其吸水率应较低，相应的空隙率不应过大，应使用碎石，品质符合《建筑用卵石、碎石》(GB／T14685—2001)，要求级配良好，最大粒径不得大于37．5mm，建议粒径5—25mm，碎石氯离子含量≤0．02％，含泥量≤O．7％，泥块含量≤0．3％，吸水率≤1％，针片状含量≤8％。根据工程要求碎石采用宏华砂石场(南安水头)进料，其粒径为5—25mm，碎石的主要性能指标：泥块含量为O％，氯化物含量为0．08％，含泥量为0．3％，吸水率为0．98％，针片状颗粒含量为4％，压碎指标为5．1％，岩石抗压强度为95Mpa，碱活性合格。

 

(3)细骨料

 

不得使用碱活性细骨料，要求使用中砂，品质符合《建筑用砂》(GB／T14684—2001)的规定，细度模数2．3—2．9，符合II区颗粒级配，粒径0．06mm累计筛量不小于65％，粒径0．015mm累计筛量不小于95％，砂中含泥量≤1．5％，泥块含量≤0．5％，不得使用海砂、山砂及风化严重和多孔砂。根据工程要求选用福州闽江中砂，并要求其区间属性为II区，中砂的主要技术指标：氯离子含量为0．005％，泥块含量为0％，细度模数为2．5，含泥量为0．2％，坚固性2％，云母含量0．1％，碱活性合格。

 

(4)掺合料

 

本工程采用的掺合料为粉煤灰和矿粉。工程要求粉煤灰原材料符合《用于水泥和混凝土中粉煤灰》(GB／T1596—2005)标准中规范的Ⅱ级灰以上标准。粉煤灰为福州华能有限公司供应，其等级为II级，相应的技术指标：细度为21．5％，S03含量为0．59％，含水率为0．1％，需水量比97％，烧失量为1．77％，氯离子含量为0．006％，碱含量为1．12％。