CRTSⅢ型無砟軌道自密實混凝土施工技術研究

丁力

（中交第二航務工程局有限公司第六工程分公司，武漢 430014）

1 自密實混凝土發(fā)展歷程

自密實混凝土層是CRTSⅢ型軌道板的重要組成部分，其具有高流動性、均勻性好、穩(wěn)定性能高等特點，已廣泛應用于工程建設中。自密實混凝土是一種特殊的高性能混凝土，在澆筑過程中無須振搗只靠自重便可自由流動，在通過稠密的鋼筋、填充復雜的模型的同時還能保持自身均勻性和密實性，且硬化后滿足力學和耐久性要求[1]。

20世紀80年代末，日本首先發(fā)展自密實混凝土工藝，直至20世紀90年代中期，自密實混凝土才逐步在整個歐洲普遍應用。近年來，隨著我國高鐵技術的不斷發(fā)展，我國具有自主知識產(chǎn)權的CRTSⅢ型板式無砟軌道技術全面應用和實踐，自密實混凝土層作為CRTSⅢ型板式無砟軌道結(jié)構的重要組成部分，再次成為工程界研究的熱點。自密實混凝土質(zhì)量控制涉及原材料的選擇、配合比設計、工作性能評價、工裝設計及施工過程管理等多個環(huán)節(jié)，完善其質(zhì)量控制措施對我國實施高鐵“走出去”戰(zhàn)略有著深遠的意義。

CRTSⅢ型板式無砟軌道結(jié)構特點是以軌道板與充填層自密實混凝土形成復合整體結(jié)構共同承受列車荷載。軌道板與充填層自密實混凝土以“門型筋”進行強化連接，充填層自密實混凝土與底座板間設中間隔離層，通過底座板上限位凹槽進行限位。其中，影響CRTSⅢ型板式無砟軌道整體性能的關鍵就是充填層自密實混凝土。

2 研究內(nèi)容

自密實混凝土因原材料要求及拌和站稱量精確度要求較高，故在施工自密實混凝土施工前，結(jié)合自密實混凝土的作用機理、性能特點，先進行線外試驗，以期取得有效的技術指標要求及最優(yōu)配合比，最終滿足無砟軌道施工要求。

3 配合比優(yōu)化

3.1 原材料準備

嚴格把控混凝土原材料的質(zhì)量、性能，確保自密實混凝土在同一配合比下的穩(wěn)定性，方便檢測混凝土后續(xù)調(diào)配合比的變量性能。原材料料源穩(wěn)定是對后期大面積施工自密實混凝土質(zhì)量保證的前提，自密實混凝土砂、石、摻合料、減水劑等原材料進場應檢驗，原材料各項指標應滿足設計和規(guī)范要求，且分析每批材料各項指標的波動對自密實混凝土的影響，粉煤灰能有效改善自密實混凝土的流動性和穩(wěn)定性，有利于硬化混凝土的耐久性，粉煤灰的穩(wěn)定性對自密實混凝土有一定影響，因此要求每批粉煤灰每車抽檢細度。特別應嚴格控制砂子細度模數(shù)、石子最大粒徑、減水劑固含量與減水率、摻合料細度與燒失量等。原材料的料源應固定，不合格的材料按有關規(guī)定清除出場，儲料倉應具備防雨、防水、防曬以及防污功能，雨天進場的砂、石，應堆放2 d后方可使用，保持各種材料的穩(wěn)定性。配專檢人員對每批原材料進行進場驗收，出具合格證，并做好相關追溯。

原材料包括四川雙馬宜賓生產(chǎn)的P42.5水泥；瀘州地博生產(chǎn)的粉煤灰，規(guī)格為F類C50及以上；峨邊平榮生產(chǎn)的中砂；宜賓火箭碎石廠生產(chǎn)的碎石，規(guī)格為5～10 mm、10～16 mm；運城市鴻翔生產(chǎn)的HXSX-A聚羧酸減水劑、HXAE-A引氣劑；安徽萬誠生產(chǎn)的TZ-V粘改劑；江蘇蘇博特生產(chǎn)的HME ? -IV膨脹劑；水為嘉陵江河水。經(jīng)檢驗均合格。

3.2 自密實混凝土配合比試配

根據(jù)中國鐵搭科學院提供的設計配合比要求確定施工配合比，自密實混凝土的配合比控制參數(shù)應滿足表1的規(guī)定。

表1 自密實混凝土控制參數(shù)

室內(nèi)試驗主要針對現(xiàn)場原材料情況（包括粗骨料最大粒徑、砂的細度模數(shù)、減水劑的引氣與保坍）進行了配合比優(yōu)化調(diào)整。最終確定C40自密實混凝土理論配合比，見表2。

3.3 自密實混凝土配合比最終確定

根據(jù)理論配合比，經(jīng)試驗后發(fā)現(xiàn)存在自密實混凝土擴展度及含氣量過大等問題，現(xiàn)場出現(xiàn)氣泡較多、混凝土泌水及骨料沉底現(xiàn)象，針對上述情況優(yōu)化配合比，見表3。

表2 自密實混凝土理論配合比

表3 自密實混凝土配合比第一階段優(yōu)化表

經(jīng)第一階段優(yōu)化，現(xiàn)場實際灌板出現(xiàn)表面大氣泡較多、板面粗糙及蜂窩麻面等情況，經(jīng)原因分析為拌和物流動性不足。

針對第一階段出現(xiàn)的問題，提出的解決措施為：減少減水劑摻量，加大混凝土砂率。并對配合比進行對應指標優(yōu)化，最終配合比拌制的混凝土性能指標滿足要求。自密實混凝土最終拌和物性能見表4。

表4 最終自密實混凝土拌和物性能

根據(jù)最終優(yōu)化的配合比，經(jīng)現(xiàn)場實際檢驗，能滿足設計及現(xiàn)場要求。

3.4 工裝改進

自密實混凝土屬于高流態(tài)混凝土，施工過程中易產(chǎn)生漏漿現(xiàn)象。加強對工裝的改進有利于控制混凝土質(zhì)量。如采用定型、方便拆裝的封邊模板，并粘貼透氣模板布、簡便的壓緊裝置，可重復使用，降低了投入，提高了工效，減少了污染。

3.5 過程控制

自密實混凝土工作性能除了受原材料、配合比影響，同樣也受混凝土拌制、運輸、澆筑及養(yǎng)護的影響。采用強制式攪拌機既能節(jié)約攪拌時間又能使拌和物攪拌均勻。在運輸過程中，運輸車內(nèi)不得殘留其他品種的混凝土，運輸時應保持運輸混凝土的道路平坦通暢，確保混凝土在運輸過程中保持均勻性，運到澆筑地點不發(fā)生分層、離析和泌漿等現(xiàn)象。

混凝土攪拌車卸料前，應高速旋轉(zhuǎn)攪拌30 s左右使自密實混凝土拌和均勻，混凝土工作性能指標檢測合格后方可進行灌筑。在混凝土澆筑時，可通過泵送、攪拌、溜槽等二次攪拌功能提高自密實混凝土工作性能，減少自密實混凝土氣泡和發(fā)泡層的出現(xiàn)?；炷翑嚢柽\輸車每灌混凝土施工完畢，應及時清洗罐體內(nèi)部。夏冬季節(jié)運輸自密實混凝土，運輸設備應采取保溫隔熱措施，防止局部混凝土溫度升高（夏季）或受凍（冬季）。采用土工布帶蓄水養(yǎng)護的方式，加強保濕養(yǎng)護控制，避免干縮離縫、混凝土表面強度不足等質(zhì)量缺陷。

3.6 性能檢測

每車自密實混凝土出站前，自密實混凝土拌和物的溫度、坍落擴展度、擴展時間T500、含氣量、泌水率合格后方可出站。必要時一車混凝土檢測2次，以便及時調(diào)整配合比。入模前，應檢測自密實混凝土拌和物的溫度、坍落擴展度、擴展時間T500、含氣量、泌水率，合格后方可灌注。入模溫度宜控制在5～30 ℃。入模前模板和板腔的溫度不得超過40 ℃。

4 結(jié)語

因自密實混凝土進入我國施工領域時間不長，本文依托成貴鐵路CRTSⅢ型工程，對自密實混凝土性能進行了實地研究，幫助項目解決了鐵路建設中出現(xiàn)的若干問題，在今后的施工中仍要不斷將理論和實踐相結(jié)合，建立科學完善的自密實混凝土質(zhì)量控制辦法。