一种装配式轻质薄壁综合管廊及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及市政综合管道，尤其涉及一种装配式轻质薄壁综合管廊及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 市政综合管廊通常采用普通混凝土预制或现场浇筑管廊进行施工，一般预制单体 2米长单重在30~50吨左右，采用C40~C50混凝土，设计厚度一般为200~350毫米，运输、施 工很是笨重，吊装十分困难。且该传统工艺主要为了安装到位采用预应力是后张，经常使混 凝土断面出现预应力裂纹，产品自重很大，施工基础要求高，否则很容易出现局部沉降，造 成接口脆断现象，造成渗漏等现象，对于地下水位较高的盐碱地区或海水等地，耐腐蚀性能 差，普通混凝土管廊使用寿命不超过10年左右。且综合管廊内部有电缆、通信、燃气、供水 等管道或电缆，内部运行温度较高，一旦出现燃烧或爆裂、或地震等自然灾害现象，普通混 凝土综合管廊会受冲击开裂，或坍塌，使管廊结构失效。
[0003] 为了提高综合管廊的各方面性能，必须采用新型的混凝土进行浇筑，但现有技术 中并未有专门针对综合管廊研发适用于该产品的混凝土，如申请号为201410582207. 4名 称为《一种高性能混凝土》的中国专利公开了一种高性能混凝土，其原料按重量份包括以下 组分：水泥100-140份、碎石500-700份、河砂100-180份、粉煤灰30-60份、矿渣20-50份、 硅灰50-90份、石灰石粉10-30份、玄武岩纤维20-50份、秸杆粉30-80份、减水剂2-6份、 纳米二氧化硅20-80份、纳米碳酸钙5-15份、多壁碳纳米管5-30份、十二烷基硫酸钠1-3 份、硬脂酸锌3-6份、硼酸2-5份、柠檬酸钠3-7份、水80-100份。该发明的粉煤灰、矿渣、 纳米碳酸钙和纳米二氧化硅可以与水泥水化产物反应生成凝胶，填充在混凝土的空隙中， 提高了混凝土结构的密实性，但该专利碎石和河砂占主要成分，不适于生产要求自重小、抗 渗好的管廊。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种抗冲击、抗渗好、重量轻的装配 式轻质薄壁综合管廊及其制备方法。
[0005] 本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现： 一种装配式轻质薄壁综合管廊，采用超高性能粉末混凝土浇筑，所述超高性能粉末混 凝土包括如下各重量份组分： 平均粒径30~60 μπι的42. 5等级普通硅酸盐水泥900~1100份； 平均粒径5~20 μπι, Si02含量彡85%的微硅粉100~155份； 纳米级碳酸钙粉30~50份 平均粒径10~30 ym的石灰石粉45~60份； 粒径为2. 5mm以下的连续级配页岩陶砂550~700份； 减水率大于30%的高效减水剂16~22份； 水 220~260 份； 平均直径0. 20mm，长度12~15毫米镀铜纤维130份； 平均直径0. 12mm，长度6~10毫米镀铜纤维80份； 优选地，所述超高性能粉末混凝土包括如下各重量份组分： 平均粒径30~60 μπι的42. 5等级普通硅酸盐水泥950~1050份； 平均粒径5~20 μπι, Si02含量彡85%的微硅粉120~135份； 纳米级碳酸钙粉35~45份； 平均粒径10~30 ym的石灰石粉50~55份； 粒径为2. 5mm以下的连续级配页岩陶砂600~650份； 减水率大于30%的高效减水剂18~20份； 水 230~250 份； 平均直径0. 20mm，长度12~15毫米镀铜纤维130份； 平均直径0. 12mm，长度6~10毫米镀铜纤维80份； 更优选地，所述超高性能粉末混凝土包括如下各重量份组分： 平均粒径30~60 μ m的42. 5等级普通硅酸盐水泥1000份； 平均粒径5~20 μπι，Si02含量彡85%的微硅粉130份； 纳米级碳酸钙粉40份； 平均粒径10~30 μ m的石灰石粉53份； 粒径为2. 5_以下的连续级配页岩陶砂630份； 减水率大于30%的高效减水剂19份； 水240份； 平均直径0. 20mm，长度12~15毫米镀铜纤维130份； 平均直径0. 12mm，长度6~10毫米镀铜纤维80份； 微硅粉和纳米级碳酸钙的组合提高了产品的耐磨性能和致密度，石灰石粉有增加了工 艺浇筑流态的作用，同时填充内部空隙，从而提高致密度，使得浇筑的管廊抗压性能好、高 强度、抗渗。
[0006] 采用页岩陶砂可以大幅度降低产品容重，且保持有高抗压、抗折、抗渗等效果，采 用长短纤维搭配，确定合理长短纤维掺量比例可以有效提高产品的抗拉及抗冲击、抗爆裂 性能。
[0007] 所述管廊由多个圆形或矩形管廊构件拼接而成，拼接处设有凹部或凸部，所述凹 部与相邻圆形或矩形管廊构件的凸部拼接，所述凸部与相邻圆形或矩形管廊构件的凹部拼 接。所述凸部设有凹槽，所述凹槽在拼接时放置有防水胶条。在拼接时，放置于凹槽的防水 胶条能够使拼接处的拼接更为牢靠。
[0008] 所述圆形管廊由与圆形管廊自成一体的隔墙隔成两个半圆功能区域。所述矩形管 廊与矩形管廊自成一体的隔墙隔成两个或两个以上的矩形功能区域。各个功能区域根据需 要内置监控设备、消防工具、照明工具、爬梯、雨水管、供水管、供暖管等，进一步地，所述圆 形或矩形管廊构件内壁设有多个水平支架。水平支架可放置光缆、电力电缆、通信电缆等。
[0009] 所述圆形或矩形管廊构件顶部设有两个及两个以上的吊装孔。并预埋长螺母，以 便吊装。
[0010] 所述圆形或矩形管廊构件壁内设有钢筋网，所述钢筋网由纵横交错的钢筋组成。 所述钢筋网提高整个管廊的抗压性能和增加其强度。
[0011] 所述综合管廊的厚度为100~150毫米。
[0012] 一种装配式轻质薄壁综合管廊的制备方法，包括如下步骤： 51. 将配方限定的镀铜钢纤维和页岩陶砂加入搅拌机搅拌2~3分钟进行分散均匀； 52. 再向搅拌机中加入配方限定的水泥、微硅粉、石灰石粉及纳米碳酸钙粉继续搅拌 2~3分钟至均匀； 53. 向步骤S2搅拌备用材料中依次加入减水剂和水继续搅拌2~3分钟至分散均匀，得 到超高性能粉末混凝土； 54. 将备用超高性能粉末混凝土通过布料装置均匀布浇筑在穿有整体钢模中，在布料 前先将已经铺设好钢筋网后，再进行浇筑布料，后续进入养护阶段，自然养护6~8小时，再 进入中频加热喷湿窑养护，温度为90~100°C，湿度为90%以上，恒温12小时。
[0013] 进一步地，养护后抗压强度不小于110兆帕，抗折强度不小于25兆帕，弹性模量不 小于42GPa。
[0014] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下： (1) 本发明采用超高性能粉末混凝土进行制作综合管廊，材料性能其强度时普通混凝 土的3~4倍，抗弯曲是普通混凝土的4~10倍，抗冲击性能是普通混凝土的50~100倍，抗渗 性能是普通混凝土的3~5倍，材料具有高抗渗、抗碳化等特点，克服了普通混凝土的脆性结 构和抗冲击性能差的现象，耐腐蚀性能好，提高了管廊的使用结构寿命性能，减小了管廊的 结构厚度，增加了管廊抗裂抗冲击性能，提高了管廊全寿命使用周期； (2) 管廊结构厚度100~150毫米，材料容重是普通混凝土的80%左右，大幅度降低综 合管廊的重量，是原有普通混凝土综合管廊重量三分之一到四分之一，降低了地面基础承 载力要求，减小了基础开挖量及回填量，提高了运输、施工、安装等施工的便捷性，造价更低 廉。
【附图说明】
[0015] 图1为实施例1的结构示意图； 图2为实施例1的结构正视图； 图3为图2的B-B剖面图； 图4为图3的A放大图； 图5为实施例2的结构示意图； 图6为实施例2的结构正视图； 图7为图6的D-D剖面图； 图8为图7的C放大图； 其中1、凹部；2、凸部；3、凹槽；4、隔墙；5、半圆功能区域；6、吊装孔；7、钢筋网；8、监 控设备；9、消防工具；10、照明工具；11、爬梯；12、雨水管；13、供水管；14、燃气管；15、钢吊 顶；16、水平支架；17、供暖管；18、矩形功能区域；19、生活垃圾管。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作出进一步地详细阐述，但实施例并 不对本发明做任何形式的限定。
[0017] 实施例1 一种装配式轻质薄壁综合管廊，采用超高性能粉末混凝土浇筑，所述超高性能粉末混 凝土包括如下各重量份组分： 平均粒径30~60 μ m的42. 5等级普通硅酸盐水泥900份； 平均粒径5~20 μπι，Si02含量彡85%的微硅粉100份； 平均粒径10~30 μ m的石灰石粉45份； 纳米级碳酸钙粉30份； 粒径为2. 5以下的连续级配陶砂550份； 减水率大于30%的高效减水剂16份； 水220份； 平均直径0. 20mm，长度12~15毫米镀铜纤维130份； 平均直径0. 12mm，长度6~10毫米镀铜纤维80份； 所述管廊由4个圆形管廊构件拼接而成，如图1~4所示，所述拼接处设有凹部1和凸部 2,所述凹部1与相邻圆形管廊构件的凸部2拼接，所述凸部2与相邻圆形构件的凹部1拼 接。所述凸部2设有凹槽3,所述凹槽3在拼接时放置有防水胶条。在拼接时，放置于凹槽 3的防水胶条能够使拼接处的拼接更为牢靠。
[0018] 所述圆形管廊由与圆形管廊自成一体的隔墙4隔成两个半圆功能区域5。一个半 圆功能区域5内置监控设备8、消防工具9、照明工具10、爬梯11、雨水管12、供水管13、燃 气管14和钢吊顶15,且底部设有多个台阶，另一个半圆功能区域两边墙体上设有设有多个 水平支架16,在水平支架16上分别放置光缆、电力电缆、通信电缆。
[0019] 所述圆形管廊构件顶部设有两个以上的吊装孔6并预埋长螺母，以便吊装。
[0020] 所述圆形壁内设有钢筋网7,所述钢筋网7由纵横交错的钢筋组成。所述钢筋网7 提高整个管廊的抗压性能和增加其强度。
[0021] 所述综合管廊的厚度为125毫米。
[0022] -种装配式轻质薄壁综合管廊的制备方法，包括如下步骤： 51. 将配方限定的镀铜钢纤维和页岩陶砂加入搅拌机搅拌2~3分钟进行分散均匀； 52. 再向搅拌机中加入配方限定的水泥、微硅粉、石灰石粉及纳米碳酸钙粉继续搅拌 2~3分钟至均匀； 53. 向步骤S2搅拌备用材料中依次加入减水剂和水继续搅拌2~3分钟至分散均匀，得 到超高性能粉末混凝土； 54. 将备用超高性能粉末混凝土通过布料装置均匀布浇筑在穿有