充填層自密實混凝土質(zhì)量控制

姜維海

摘要：根據(jù)自密實混凝土的三個關(guān)鍵技術(shù)性能（流動性，間隙和抗偏析性），通過漢孝城際鐵路項目的長期反復(fù)試驗和現(xiàn)場試驗段的試驗結(jié)果，理論相結(jié)合并實踐態(tài)度，提出CRTSIII三型板式無碴軌道填料層施工過程中自密實混凝土的質(zhì)量控制要點和注意事項，以更好地服務(wù)于鐵路工程質(zhì)量。

Abstract： According to the three key technical properties （fluidity， clearance and anti-segregation） of self-compacting concrete， through the long-term trial and error test of the Hanxiao Intercity Railway Project and the test results of the field test section， the quality control points and precautions of self-compacting concrete during the construction of CRTSIII three-type slab ballastless track filler layer ?are proposed to better serve the quality of railway engineering.

關(guān)鍵詞：自密實混凝土;抗離析性;間隙通過性;無砟軌道充填層

Key words： self-compacting concrete;segregation resistance;gap passability;ballastless track filling layer

中圖分類號：U213.2+44 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）07-0117-03

0 ?引言

自密實混凝土（SCC）根據(jù)施工性能進行分類和命名。其特征在于高流動性，間隙通過和抗偏析性。它只能用于自重而不傾倒。高性能混凝土，可以均勻成型，硬化后具有良好的機械性能和耐久性。自密實混凝土具有三個關(guān)鍵技術(shù)性能：①在自重下具有良好的流動性，可以流入并可以完全完成各種復(fù)雜的模板;②在自重下具有良好的填充性能，可以通過致密的鋼筋，對鋼筋有良好的附著力;③對聚集體分離的高抗性。鑒于三大關(guān)鍵技術(shù)性能，通過漢小城際鐵路CRTSIII三型板式無碴軌道填料層試驗段總結(jié)的經(jīng)驗，有必要生產(chǎn)出高質(zhì)量的自密實混凝土，確保施工?；炷粱旌狭系墓ぷ餍阅芎统善焚|(zhì)量符合設(shè)計要求。僅依靠實驗室中混凝土的基本參數(shù)來進行混凝土施工遠非令人滿意。

1 ?自密實混凝土施工前的質(zhì)量控制要點及注意事項

1.1 混凝土主要原材料的質(zhì)量控制

①控制原材料性能指標(biāo)的波動，不應(yīng)超過±10%。雖然自密實混凝土經(jīng)過集中攪拌，但生產(chǎn)質(zhì)量的波動因素較為復(fù)雜，主要集中在原料上。水泥性能的波動主要體現(xiàn)在兩個方面：一是不同批次水泥的實際強度值的變化。以PO 42.5水泥為例，兩批水泥的強度均能達到國家標(biāo)準強度要求，但兩批強度差可達10MPa以上，實際生產(chǎn)混凝土強度波動較大。二是PO水泥中混合材料的數(shù)量和質(zhì)量。實際混合比中礦物摻合料的量通常太大，這對混凝土的質(zhì)量有嚴重影響。灣自密實混凝土主要采用聚羧酸減水劑，其不足之處在于對水泥的適應(yīng)性差，同一廠家和不同批次水泥的減水率可能大幅波動;對砂礫的敏感性，骨料的泥漿含量和石粉的含量對多元羧酸的量及其混合物的性質(zhì)有很大影響;雖然它的空氣夾帶很容易滿足武漢城市圈城際鐵路CRTSIII型板材的要求，但由于軌道自密實混凝土的臨時技術(shù)要求，氣泡質(zhì)量不穩(wěn)定，氣泡直徑大。C.水- 粘結(jié)劑比和坍落度膨脹是自密實混凝土生產(chǎn)的主要指標(biāo)。聚集水分含量和泥漿含量波動的影響也很明顯。骨料的含水量不同，需要調(diào)節(jié)用水量。特別是在夏季施工階段，骨料含水量在一天內(nèi)波動很大，給混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制帶來很大困難。骨料中泥漿含量和石粉含量對外加劑含量影響很大，外加劑用量不足會影響混凝土性能。由于湖北省孝感市周圍的山地材料屬于石灰石，因此產(chǎn)生的碎石粉量很大。因此，必須在進入現(xiàn)場后清洗粗骨料以除去石粉。

②為了更好地控制原材料的質(zhì)量，當(dāng)選擇自密實混凝土配合比時，應(yīng)對原材料進行取樣，并將其指標(biāo)作為標(biāo)準參考材料進行測試。對新原料進行取樣并與樣品進行比較，以檢查其質(zhì)量波動。當(dāng)自密實混凝土的可加工性發(fā)生異常變化時，也可以通過使用樣品材料來檢測原因。

1.2 優(yōu)化施工配合比，滿足施工、確保工程質(zhì)量

①不能使用坍落度膨脹作為填充層自密實混凝土的性能評價指標(biāo)，并應(yīng)確定填充層的自密實混凝土的其他性能（表面狀態(tài)，聚集包裹狀態(tài)）。

②填充層的自密實混凝土坍塌膨脹的損失不能通過滲出來解決。填充自密實混凝土應(yīng)避免出血（紙漿），分離和打底。出血不是解決自密實混凝土坍落度損失的一種方法。

③為了提高自密實混凝土在填充層中的穩(wěn)定性，減少混凝土的收縮，應(yīng)盡可能增加具有優(yōu)異性能的混凝土增稠劑和減縮劑。

④當(dāng)溫度高或運輸距離長時，應(yīng)適當(dāng)控制混凝土坍落度膨脹損失。

⑤嚴格控制混凝土的空氣含量和泡沫質(zhì)量。添加優(yōu)質(zhì)的粘度調(diào)節(jié)材料，在混凝土中包裹高質(zhì)量的氣泡，提高混凝土的抗凍性。

1.3 制定管理制度，使其作為質(zhì)量控制的指路明燈

①根據(jù)設(shè)計要求，澆筑施工過程和施工環(huán)境，我們應(yīng)咨詢顧問，設(shè)計和監(jiān)督方，共同制定填充層自密實混凝土施工技術(shù)方案和質(zhì)量控制和保障措施。施工過程。

②施工前，應(yīng)對填筑層自密實混凝土進行現(xiàn)場技術(shù)揭露試驗，以驗證和改善自填混凝土的配合比，施工工藝，施工設(shè)計和施工組織。裝卸板的效果應(yīng)通過驗收。

③施工監(jiān)理單位應(yīng)對專業(yè)自密實混凝土關(guān)鍵工藝施工的操作人員和檢驗人員進行識別和培訓(xùn)。

1.4 自密實混凝土灌注工藝和灌注設(shè)備的選定

①針對CRTSⅢ三型板式無砟軌道板的結(jié)構(gòu)特點（封閉空間排氣難，板底鋼筋、土工布灌注阻力大），采用軌道板中間孔單點連續(xù)灌注。

②選用兩種輸液斗，其中一種是料斗，料斗下方設(shè)有過濾網(wǎng)，可有效防止異物堵塞下水管，影響澆筑施工，二是為了防止混凝土浮漿聚中，應(yīng)設(shè)置二次攪拌裝置。

2 ?自密實混凝土施工中的質(zhì)量控制要點及注意事項

2.1 自密實混凝土的生產(chǎn)

①在混凝土攪拌前，應(yīng)嚴格確定粗骨料和粗骨料的含水率，并根據(jù)含水量的變化及時調(diào)整混凝土施工配合比。通常，每班次測量水分含量兩次。

②由于原料和混合比的不斷變化，混合器的類型和速度，混合時間和進料順序?qū)炷粱旌狭系馁|(zhì)量有很大影響。

③在正式生產(chǎn)之前，必須打開自密實混凝土混合物進行識別，以測試其工作性能。當(dāng)連續(xù)生產(chǎn)時，每輛車測試混凝土混合物的膨脹率。

2.2 自密實混凝土的運輸

①在輸送自密實混凝土的過程中，必須確保混凝土罐車體以2～4r/min的低速旋轉(zhuǎn)，不允許隨意停止旋轉(zhuǎn)，以確保自身-壓實混凝土不會分離和分層。

②在輸送自密實混凝土的過程中，應(yīng)對運輸設(shè)備采取隔熱措施，防止局部混凝土溫度上升（夏季）或凍結(jié)（冬季）。 應(yīng)采取適當(dāng)措施防止水進入運輸容器或蒸發(fā)。在運輸過程中嚴禁向混凝土中加水。

③自密實混凝土的運輸應(yīng)保證施工的連續(xù)性。當(dāng)油輪到達澆注地點時，油輪應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)20-30s。

2.3 自密實混凝土的灌注

①自密實混凝土灌注前，必須檢測每車混凝土拌合物的坍落擴展度和T50時間，混凝土溫度和含氣量可進行抽檢。入模擴展度宜控制在650～700mm，T50宜控制在2～6s，若大于8s，建議不灌注。

②自密實混凝土灌注時若采用中轉(zhuǎn)料斗轉(zhuǎn)運，自由傾落高度小于1m，宜從移動式料斗兩邊下料。自密實混凝土灌注速度不宜過快，應(yīng)保證混凝土拌合物在板腔內(nèi)滿空間連續(xù)流動。

3 ?CRTSⅢ型板式無砟軌道自密實混凝土施工

CRTSIII型板式無碴軌道是現(xiàn)有無碴軌道的優(yōu)化和集成。其主要創(chuàng)新是：改變板坯軌道的極限模式，擴展底部填充材料，優(yōu)化軌道板結(jié)構(gòu)和改善軌道彈性，并完善了設(shè)計理論體系。

底層填充層材料：CRTSIII型板式無碴軌道穿過軌道板下方的兩排U形肋條，帶有加強網(wǎng)板和軌道板的自密實混凝土可靠地連接成復(fù)合結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)良好，可以控制履帶板。分離，翹曲和底層填充層開裂;與CAM填充層相比，自密實混凝土工藝簡單，性能穩(wěn)定，耐久性好，成本低。

板式軌道限位模式：CRTSIII型板式無碴軌道采用板下U形肋+自密實混凝土+底槽的極限模式，完全消除了I型板凸臺的端部彎曲限制方式同時，還消除了用作底部填充材料的CA砂漿，簡化了施工工藝，減少了環(huán)境污染，減少了工程投資。

履帶彈性：履帶板改為原裝肩板，沒有肩板，彈性不分離，有利于降低履帶剛度，提高履帶彈性。

CRTSIII型板式無碴軌道已成功鋪設(shè)在承川鐵路上，至今運行良好。經(jīng)過優(yōu)化和改進，武漢城市圈城際鐵路已決定鋪設(shè)CRTSIII型板式無碴軌道。與此同時，鐵道部已經(jīng)批準了對潘營客運和沉陽鐵路的推廣和應(yīng)用。

CRTSIII型板式無碴軌道板是一種預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，具有肩部和雙向后張拉?；炷翉姸鹊燃墳镃60，根據(jù)60年的使用壽命設(shè)計。導(dǎo)軌槽設(shè)置在板上，導(dǎo)軌表面設(shè)置為1：40導(dǎo)軌底部。斜坡，減少肩部扣，可采用低剛度軌道緊固件;板下設(shè)有兩排U形連接鋼筋，與自密實混凝土緊密連接，內(nèi)置鋼網(wǎng)，形成復(fù)合板結(jié)構(gòu)，以防止軌道板自行出現(xiàn)裂縫。壓實或自密實混凝土;履帶板的長度自然更長更重，安裝后越穩(wěn)定，提高工作效率越有利，但受預(yù)制和運輸?shù)南拗?，一旦變形得到改善就考慮到整合。困難和彎曲部分鋪設(shè)問題等，不宜過長，一般限制在5-7m，目前標(biāo)準長度的軌道板，I形板長4962mm，緊固件間距629mm，板長4856mm，緊固件間距617mm，II型板長6450mm，緊固件間距650mm，III型板長5350mm，緊固件間距687mm。

路基段平面布置及縱斷面圖如圖1-圖2。

隧道內(nèi)縱連板式結(jié)構(gòu)如圖3、圖4。

板之間沒有連接問題：根據(jù)軌道板和軌道板的視圖，根據(jù)梁板在彈性地基上的彎曲變形模式的計算結(jié)果，如果軌道板足夠長，則在板端部和板的軌道偏轉(zhuǎn)小，車輪當(dāng)載荷通過時，相鄰板兩端的不對中也很小，因此不需要連接軌道板。目前，I型板是隧道-管道隧道區(qū)段中的單元板，板之間沒有連接;II型板是路橋隧道段中的縱向連接板，板之間有連接;III型板塊和城水市政鐵路位于橋梁和隧道段。單元板和路基部分是縱向連接的板。武漢城市圈城際鐵路已開始在公路和橋梁隧道段使用單元板。電路板之間沒有連接。

自密實混凝土：底層填充層是板坯軌道系統(tǒng)的重要組成部分。它位于板和混凝土基座之間。它起著填充調(diào)整和承載力的作用。它全面均勻地支撐履帶板，消除了履帶板和底座。該間隙便于調(diào)整軌道高度，承受垂直力和從軌道板傳遞的垂直和水平水平力，并將其傳遞到底座和限位裝置，以分散列車載荷，起到調(diào)整填充的作用和承受力;I型板由乳化瀝青水泥砂漿（簡稱CAM）制成，彈性模量低，為200-300MPa，與日本CA相似;II型板采用乳化瀝青水泥砂漿材料，彈性模量高達7000-10000MPa，與德國相似。 BZM;III型板采用自密實混凝土填充層材料，彈性模量高達20000MPa。

從表1的計算結(jié)果可以看出，砂漿墊的彈性模量對鋼軌下的地基剛度沒有影響，很難為鋼筋軌道系統(tǒng)提供彈性效應(yīng)。 CAM填充層的壓縮變形設(shè)計為0.074mm，并測量CAM填充層的動態(tài)位移。 它是0.07-0.1mm，變形很小，并且不起緩沖作用。 當(dāng)彈性墊剛度從60kN/mm減小時，板坯軌道系統(tǒng)中真正彈性的是緊固件組合物中彈性墊的剛度。 在30kN/mm時，無論砂漿墊的彈性模量如何，鋼軌下方的基部的彈性幾乎加倍。

自密實混凝土的自密實性能包括流動性，抗偏析性和填充性，可通過坍落度膨脹試驗，V漏斗試驗（或T50試驗）和U型箱試驗進行試驗。其性能指標(biāo)應(yīng)符合表2的要求。

實踐經(jīng)驗：自密實混凝土需要大流量性能，坍落度膨脹應(yīng)控制在710-730mm左右，最小不應(yīng)低于680mm，否則會影響混凝土的可灌漿性;原位硬化后，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密，均勻，無分層，無偏析，無滲漏，在攪拌和攪拌過程中應(yīng)加入一定量的混凝土?；旌衔锔纳苹炷恋男阅?為了改善自密實混凝土，添加大量礦物摻合料，減少混凝土的水化熱，同時加入一定量的混凝土膨脹劑，以補償混凝土的收縮，防止混凝土開裂;密實混凝土不應(yīng)在水中使用過高，確保在自密實混凝土的流動性能的前提下，應(yīng)盡量減少水與粘結(jié)劑的比例。因此，應(yīng)該使用基于聚羧酸的高效減水劑，并且由于布線結(jié)構(gòu)長，因此必須確?；炷恋墓ぷ鲿r間。混凝土，運輸和澆筑混凝土是必要的。良好的工作表現(xiàn);底部填充層采用自密實混凝土灌注，微調(diào)軌道板位置，高程影響小，影響誤差在允許范圍內(nèi);硬化的自密實混凝土層和履帶板接觸面可以產(chǎn)生細小均勻分布的孔隙。但是，它不會影響混凝土和履帶板之間的粘結(jié)效果。無碴軌道結(jié)構(gòu)的使用和耐用性受到的影響較小;在注射硬化后混凝土與軌道板之間的界面處，由于新舊混凝土的收縮率不一致，可能會出現(xiàn)收縮裂縫，因此施工期間應(yīng)加強維護。并防水處理，以免受傷。

底座凹槽尺寸：每塊軌道板板下的底座兩端，各設(shè)置一個凹槽，凹槽四周設(shè)有10mm厚的復(fù)合彈性橡膠墊層，底部設(shè)置隔離層，槽中配有鋼筋，成灌市域為600*400，深度同底座厚度，武漢城市圈為1000*700，深度為100。

自密實混凝土厚度：III型板與自密實混凝土層相結(jié)合，形成緊密連接的“復(fù)合板”結(jié)構(gòu)。 然而，由于彈性模量和灌注時間不同，界面接頭也承受列車負荷的負載力矩。在溫度梯度作用下的向上拉力，以及從列車載荷傳遞的水平剪切力和自密實混凝土的收縮和蠕變，將導(dǎo)致兩者具有分離趨勢。 因此，在履帶板和自密實混凝土之間設(shè)置連接鋼筋，以確保連接門型鋼筋的可靠的錨固作用，自密實混凝土層的厚度定為100mm。

4 ?結(jié)語

自密實混凝土的質(zhì)量控制不僅受多種因素的影響，而且還受到測試人員和施工技術(shù)人員的工作態(tài)度的影響。這些主觀因素的影響也很大。只有在科學(xué)嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度下，才能生產(chǎn)出質(zhì)量更好的混凝土，以保證項目的質(zhì)量，造福我們的子孫。

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