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展，我國具有自主知識產權的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節，完善其質量控制措施對我國實施高鐵“走出去”戰略有著深遠的意義。

CRTSⅢ型板式無砟軌道結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配合比，最終滿足無砟軌道施工要求。

3 配合比優化

3.1 原材料準備

嚴格把控混凝土原材料的質量、性能，確保自密實混凝土在同一配合比下的穩定性，方便檢測混凝土后續調配合比的變量性能。原材料料源穩定是對后期大面積施工自密實混凝土質量保證的前提，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定性，有利于硬化混凝土的耐久性，粉煤灰的穩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、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的P42.5水泥；瀘州地博生產的粉煤灰，規格為F類C50及以上；峨邊平榮生產的中砂；宜賓火箭碎石廠生產的碎石，規格為5～10 mm、10～16 mm；運城市鴻翔生產的HXSX-A聚羧酸減水劑、HXAE-A引氣劑；安徽萬誠生產的TZ-V粘改劑；江蘇蘇博特生產的HME ? -IV膨脹劑；水為嘉陵江河水。經檢驗均合格。

3.2 自密實混凝土配合比試配

根據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應滿足表1的規定。

表1 自密實混凝土控制參數

室內試驗主要針對現場原材料情況（包括粗骨料最大粒徑、砂的細度模數、減水劑的引氣與保坍）進行了配合比優化調整。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

根據理論配合比，經試驗后發現存在自密實混凝土擴展度及含氣量過大等問題，現場出現氣泡較多、混凝土泌水及骨料沉底現象，針對上述情況優化配合比，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化表

經第一階段優化，現場實際灌板出現表面大氣泡較多、板面粗糙及蜂窩麻面等情況，經原因分析為拌和物流動性不足。

針對第一階段出現的問題，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

根據最終優化的配合比，經現場實際檢驗，能滿足設計及現場要求。

3.4 工裝改進

自密實混凝土屬于高流態混凝土，施工過程中易產生漏漿現象。加強對工裝的改進有利于控制混凝土質量。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、澆筑及養護的影響。采用強制式攪拌機既能節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，運到澆筑地點不發生分層、離析和泌漿等現象。

混凝土攪拌車卸料前，應高速旋轉攪拌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泡層的出現。混凝土攪拌運輸車每灌混凝土施工完畢，應及時清洗罐體內部。夏冬季節運輸自密實混凝土，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護的方式，加強保濕養護控制，避免干縮離縫、混凝土表面強度不足等質量缺陷。

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的若干問題，在今后的施工中仍要不斷將理論和實踐相結合，建立科學完善的自密實混凝土質量控制辦法。