针对西部地区隧道施工面临的高地热问题,研究了水泥种类对20、60、80℃的衬砌混凝土早期水化温升和抗压强度的影响,并模拟分析了隧道地热环境下不同含气量衬砌混凝土的塑性变形及抗压强度增长规律、外掺石粉制备的低含气量衬砌混凝土的工作性和力学性能以及不同种类保水剂对衬砌混凝土早期失水率的影响,提出了高地热隧道衬砌混凝土的最佳配制参数。结果表明:在高地热环境下低热水泥衬砌混凝土的水化温升较普通水泥衬砌混凝土降低了4℃,90 d抗压强度提高了11.5%~16.5%;衬砌混凝土的含气量越高,高温对其后期强度的降低幅度越显著;复掺石粉可有效改善低含气量衬砌混凝土的工作性,石粉掺量宜为6%~15%;保水剂聚丙烯酰胺对抑制衬砌混凝土早期失水的作用优于纤维素醚,聚丙烯酰胺掺量宜为0.05%~0.10%。

本研究着力于超硫酸盐水泥在大体积混凝土中的应用,通过研究其物理性能、力学性能,分析在混凝土中应用的可行性;通过测试水化温升,分析在大体积混凝土中的应用优势;通过扫描电镜(SEM)分析水化产物形貌。试验结果表明,超硫酸盐水泥混凝土流动性能较好,且其工作性能优于普硅水泥配制的混凝土。对于超硫酸盐水泥体系的混凝土强度,标准养护条件下稍高于在常温条件下养护的试块。随着龄期增长,混凝土抗压强度都在增长,且增长速率逐渐降低。超硫酸盐水泥体系的强度低于普硅水泥体系,但是后期强度增长速率明显高于普硅水泥体系。超硫酸盐水泥体系的水化温升低于普硅水泥。超硫酸盐水泥体系的主要水化产物为"鱼鳞片"状的水化硅酸钙和钙矾石。