鐵路混凝土施工工藝質量分析

楊飛飛

(中鐵一局集團第四工程有限公司，陜西 咸陽 712000)

0 前 言

在鐵路橋梁施工過程中，混凝土施工工藝充當了人體骨架的作用，不僅帶動著各個施工環節的有序進行，而且決定了鐵路橋梁整體的質量。因此，混凝土作為基本成分，在施工時應確保其質量，為整體施工質量奠定基礎。混凝土主要由多種原材料構成，而原材料質量直接決定混凝土的質量，所以原材料檢測過程中務必要做到規范、嚴謹。此外，配合比設計、攪拌、運輸和澆筑等過程因素都會影響混凝土質量。要想確保混凝土在鐵路橋梁建設施工中的質量，必須進行深入的分析和研究，利用專業人員在鐵路橋梁中的工作實踐經驗和豐富學識來不斷改善和優化混凝土工藝。

混凝土工藝質量的控制，首先要保障混凝土內部質量，應考慮到多方面的因素，不僅原材料檢驗要合格，而且施工過程中的工藝方式也會對其產生影響。施工作業環節中，提高工藝操作、優化材料性能對保證混凝土內部質量具有核心作用[1]；其次，應控制好混凝土表觀成型，可以通過混凝土成型后的顏色來控制。此外，通過考慮工程的整體布局結構形式，來保證質量監督，從而滿足施工要求。

鐵路橋梁主要特點有荷載大、承載作用強、抗沖擊力高。必須保證橋梁具有足夠強度和結構穩定，使其滿足使用要求。鐵路橋梁一般都在山區地段，其主要特點如下。

1)因受到地形條件的影響，跨度超過100 m的橋梁比較多。

2)我國多采用跨區間式的無縫鋼軌鋪設方法，以控制橋梁的縱向位移，因而縱向剛度一般比較大。

3)鐵路橋梁使用期限比較長，考慮到橋梁自身的特殊結構，所以必須針對鐵路橋梁的耐久性進行特別設計，從而延長使用壽命。

應對鐵路混凝土施工質量進行嚴格的科學控制，唯有科學地控制混凝土材料、配合比比例、攪拌方式以及澆筑工藝，才能保證鐵路混凝土橋梁施工的整體質量。各工序按施工技術標準進行過程控制，施工時應按照標準全面檢查，合理掌控施工的整體布局、結構型式，保證對應質量監督滿足施工要求。

1 原材料質量檢驗

混凝土原材料的質量直接關系到混凝土在施工過程中的特性優勢的發揮，對混凝土原材料質量控制是工程建設質量控制中的重要內容。混凝土是由水泥、砂、石、摻合料和水以及根據需要加入適量的外加劑等材料組成的，所以正確、合理地選擇原材料是控制混凝土達到設計強度的主要措施之一。

1.1 水 泥

重點檢查水泥的凝結時間、安定性、膠砂強度、比表面積和氯離子含量等。按同一廠家、同一等級、同一品種的水泥，不超過500 t為一批，每批抽檢一次，或按出廠編號對必要試驗的項目進行復檢，隨到隨檢，發現異常立即報告試驗室主任及相關人員。通過膠砂稠度初步對比水泥的需水量，定期進行配合比試驗，跟蹤生產、運輸、澆筑過程中混凝土的用水量及狀態的變化。注意觀察不同時期的水泥顏色，如果水泥顏色突變，則要慎重使用，避免工程事故，及時發現水泥中的摻合料或熟料變化、調包、誤用粉煤灰等。

1.2 砂 子

重點檢測砂子的細度模數、顆粒級配、含泥量、泥塊含量、云母含量、輕物質含量和有機物含量等。砂子應先目測含泥量、泥塊含量等指標，同規格的砂以400 m3(或600t)為一批次。根據不同的環境等級要求，對砂子等含泥量要求會有所不同，一般高強度混凝土要求含泥量和泥塊含量不超過2%和0.5%，砂子等細度模數控制在2.6～3.0。含泥量和泥塊含量會使集料表面包覆，使集料和摻合料粘貼效果變差，導致拌和物用水量增加，降低混凝土強度，同時還會增加混凝土拌和物的用水量；此外，砂中含有云母、輕物質、有機質、硫化物等有害物質，這些有害物質也會對混凝土的抗滲性產生影響，甚至腐蝕膠凝材料，降低混凝土強度及耐久性。

1.3 石

重點檢測石子的顆粒級配、壓碎指標值、含泥量、泥塊含量、針片狀含量和表觀密度等，用于高強度混凝土等粗骨料主要控制項目還包括巖石抗壓強度。對進廠石子應先進行目測含泥量、泥塊含量等指標，同規格的石子以400 m3(或600 t)為一批次，不足400 m3(或600 t)時，也按一批次檢驗。碎石是質地堅固﹑吸水率低﹑膨脹系數小的各種硬質天然巖石經過人工或機械破碎、篩分而得到的強度一致，且與膠凝材料漿膠結力強連續集配碎石，保證混凝土具有良好的和易性和密實性，不易產生離析現象。

1.4 外加劑

應選用能明顯提高混凝土耐久性且品質穩定的產品，外加劑與摻合料之間應具有良好的相容性，其摻量經試驗確定，重點檢測外加劑的混凝土性能和外加劑勻質性兩方面，混凝土性能主要控制項目有減水率、凝結時間差和抗壓強度比，勻質性方面主要控制項目應包括pH值、氯離子含量和堿含量。此外，減水劑和引氣劑控制項目還應包括含氣量。材料進廠需要檢查生產單位、外加劑品種、隨車“產品質量合格證”，同廠家、同編號、同出場日期等每50 t為一批。做到每車進行混凝土試驗，各項指標均合格后方可入罐。外加劑與水泥及礦物摻合料之間應具有良好的相容性，其品種和摻量需要試驗確定。

1.5 摻合料

重點檢查摻合料的生產單位、摻合料的品種、隨車“產品質量合格證”等。常用的混凝土摻合料有粉煤灰、粒化高爐礦渣、火山灰類物質，或幾種摻合料復配而成的復合摻合料。對進廠粉煤灰應車車檢測細度、需水量比以及燒失量，檢測合格方可入罐。混凝土中常在摻入礦物摻合料的同時摻入減水劑，可節約水泥，盡量減少用水量和膠凝材料用量，提高混凝土強度、耐久性。

2 混凝土配合比控制

混凝土配合比參數應根據圖紙上混凝土結構設計使用年限、所處環境條件﹑環境作用等級和施工工藝等確定。再通過計算、試配、試拌確定合理的混凝土配合比比例，這樣能充分發揮混凝土的優勢，提高其各項性能，從而使整個施工過程更順利，而且這種做法無形中也使施工時間和成本得到了控制。施工單位必須對相同強度等級的混凝土進行一次配合比選定試驗，每當原材料發生變化時，應重新進行配合比選定試驗，監理單位應當對配合比選定試驗及報告進行檢查。

在原材料進入施工現場之后，可以進行混凝土的試澆，選取大樣展開試驗、試配和鑒定驗證等工作，對混凝土的配合比、施工工藝、施工機具的適應性進行檢驗。當混凝土施工經歷不同季節時，宜根據氣候條件，選定適宜的配合比，并制定相應的施工技術措施。

不同環境條件下，礦物摻合料有所不同，具體應根據相關標準要求選用。通過摻加減水劑、引氣劑等外加劑來減少用水量，摻優質的粉煤灰和磨細礦渣粉或硅灰等礦物摻合料，從而提高混凝土的強度。在確定好配合比原材料后進行試拌，試拌過程中，通過水膠比和砂率的變化采用三種不同的配合比開展試拌，每個配合比至少制作一組試件。對于試拌出的混凝土試塊，既要保證混凝土堿含量及氯離子含量合格，又要保證最大水膠比、最小膠凝材料用量滿足設計要求，同時，混凝土強度及其他力學性能、拌和物性能、長期性能和耐久性能也要達到設計要求。

3 控制混凝土的拌制

混凝土攪拌方式主要分為機械攪拌和人工攪拌兩種。通常情況下，在鐵路橋梁混凝土建設過程中使用的多為機械攪拌，工廠化生產，嚴格保證混凝土原料質量。攪拌機的性能及維護滿足相關標準的要求。其各種原材料計量設備應檢定合格，計量偏差應符合設計規定，其投料順序宜為：先投入骨料、水泥和礦物摻合料。攪拌均勻后，再加入水和外加劑(粉體外加劑應與礦物摻合料同時投入)，直至攪拌均勻為止，且水泥的入機溫度不應高于55℃。

保證混凝土中的各組分混合均勻，應嚴格控制攪拌時間，其指全部材料裝入攪拌機開始攪拌至攪拌結束卸料為止所經歷的時間。攪拌時間應根據混凝土配合比和攪拌設備情況通過試驗確定，特殊混凝土攪拌時間宜適當延長[2]。使用攪拌機攪拌時，攪拌機應具有一定的轉速，并控制好攪拌時間，延長拌和物時間，會增加混凝土的強度，但延長太多，反而會降低混凝土的強度。

4 混凝土運輸及澆筑管理

混凝土運輸設備的運輸能力應適應混凝土凝結時間和澆筑速度的需要，澆筑完畢的時間不應超過混凝土的初凝時間。保證澆筑過程連續進行，要求盡快運達澆筑地點，運輸設備應具備防止混凝土發生離析、漏漿、泌水的功能，并保證坍落度不能有較大的損失。同時，應注意防曬與防凍。因此，如何選擇混凝土的運輸方案和運送方法是十分重要的問題。在運輸過程中，應從這幾個方面考慮：混凝土自身的性能、設備及技術條件、運輸距離和方式、當地的氣候及天氣狀況、經濟合理等。

混凝土澆筑應從各方面考慮，澆筑方法和工藝直接影響混凝土的物理性能，會對混凝土質量產生嚴重的影響。在澆筑前，檢查鋼筋和模板的尺寸，預留孔洞，預埋構件位置和模板的穩定性、牢固性、緊密度也應檢查清楚，并把模板表面清理干凈，且必須刷隔離劑或脫模劑，對模板澆水以充分潤濕，確保混凝土的澆筑質量。若發現問題，應立即停止澆筑。在施工過程中通常使用插入式振搗器，振搗棒插入下層已振混凝土深度應不小于5 cm，嚴格控制振搗時間，一般在20 s左右，嚴防漏振或過振。采用附著式振搗器時，則應合理控制澆筑厚度，一般控制在30～40 cm范圍內，確保混凝土振搗密實。

5 結束語

經過長時間發展，我國在橋梁設計方面取得了輝煌的成就，已接近世界先進水平，鐵路混凝土施工工藝不斷發生變化，雖然現代混凝土工藝水平有一定提高，但是對材料性能、拌制、澆筑等施工過程仍需進行全面優化改進，為了提高鐵路橋梁混凝土的質量、使用壽命和安全性，必須選擇適當的混凝土施工工藝，從而提高混凝土施工質量。