浅谈铁路混凝土的质量控制

2015-04-16王新明

建材与装饰 2015年27期

关键词：耐久性原材料铁路

王新明

（广州铁诚工程质量检测有限公司　广东省　广州市　510600）

浅谈铁路混凝土的质量控制

王新明

（广州铁诚工程质量检测有限公司广东省广州市510600）

中国铁路建设在近十年得到了高速发展，铁路是网络运行和公共交通的特点决定了铁路线上的主要结构混凝土都是按100年使用寿命来设计，即耐久性混凝土。铁路混凝土从2004年开始，至2005年推出了一系列的标准规范来规范混凝土的原材料质量、配合比的设计、搅拌站的工作以及混凝土的施工和养护等，笔者从事铁路工程质量检测二十多年，根据实践经验浅谈铁路混凝土的质量控制。

铁路工程；混凝土；原材料；耐久性；强度

混凝土质量的控制是一个系统的生产过程的控制，各个环节都要严格控制，缺一不可。在现场混凝土施工的过程中有以下几个方面要加强控制：

1　原材料的控制

混凝土的原材料主要有：①水泥：中国的水泥生产发展迅速，旋窑生产的水泥质量有一定的保证，按耐久性混凝土生产要求主要控制水泥的比表面积在（300～350）m2/kg、游离CaO含量≤1.0％、熟料中C3A≤8％、碱含量≤0.8％（预制梁碱含量≤0.6％）。在施工中宜选用非早强硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，要避免水泥刚出炉就使用的现象，因为在拌制混凝土时高温的水泥会影响其坍落度，检测水泥安定性时检测指标可能会超标（几天后检测指标又正常）。②骨料的质量有一定的地域性共性特点。碎石除材质要求：母岩抗压强度大于混凝土强度等级的1.5倍、氯离子含量≤0.02％、硫化物和硫酸盐含量≤0.5％外，碎石的粒径、粒形、表面状况、级配以及软弱颗粒和石粉含量都会影响混凝土质量。一般优先选择反击破坏法生产的碎石，其粒形为球形，针片状含量少。同时还应选择小粒径碎石，因为其水泥浆体和单个石子界面的过渡层周长和厚度都小，难以形成较大缺陷，有利于界面强度的提高，粒径越小石子本身缺陷的几率越小。砂的质量主要控制其氯离子含量和含泥量。砂的粗细状态取决于地区河流的水流情况，其质量受地区限制，在工程中砂优先选用中粗砂，实际要根据砂的粗细情况调整砂率来改善混凝土的和易性。③矿物掺合料中粉煤灰应用比较广泛，在梁的生产中可能还参加矿粉和硅灰，掺入较大量矿物掺合料可降低温升（特别是大体积混凝土），改善工作性，增进后期强度，并可改善混凝土内部结构，提高抗侵蚀能力和耐久性。粉煤灰是电厂的附属产品，其质量由燃煤的品性和电厂高炉设备有关，产量也受限定。在目前的高铁大建设的环境下，粉煤灰供不应求而导致供货的质量无法保证，主要是以Ⅱ级代替Ⅰ级，或采用Ⅱ级掺加少量外掺料来改善需水比和烧失量、机械磨细等方法，使Ⅱ级粉煤灰在指标上达到Ⅰ级条件，因此在使用前应要严格检测。④外加剂应采用聚羧酸减水剂，现场存在的质量问题是：减水剂有效成分偏少，厂家采用掺加引气剂或要求加大掺量来达到减水效果。

2　混凝土配比的控制

铁路混凝土的配比设计应遵循工作性能优良、强度和耐久性满足要求、经济合理的原则，以耐久性为主要依据，强度要求在其次，工艺要求为第三。设计前应根据结构物使用年限（分100年、60年、30年）、所在的环境（碳化环境、氯盐环境、化学侵蚀环境、盐类结晶破坏环境、冻融破坏环境、磨蚀环境）、作用等级来确定混凝土的最大水胶比、胶凝材料的最少用量和最大用量、矿物掺合料的掺量、最低强度等级和密实性。然后根据混凝土设计强度等级和施工工艺要求设计计算原材料的用量，再根据施工温度环境、运输距离和连续施工的时间来调整混凝土的拌合性能。理论配合比设计后还要根据原材料的检测参数来验证混凝土中的总碱含量、氯离子总含量和三氧化硫含量是否符合相关规定。根据理论配合比拌合混凝土，测试拌和物的坍落度（或增实因数）、泌水率、凝结时间和含气量，适当地调整砂率和外加剂掺量直至混凝土各参数都满足相关要求。这一过程中：控制好水胶比就能有效地控制好混凝土的耐久性和强度；水泥用量是以在满足混凝土早期强度要求的前提下应尽量减少水泥用量为原则，可以降低混凝土内部的温升、提高混凝土抗环境因素侵蚀的能力；合理掺加一定比例（20～40％）的矿物掺合料可以改善胶凝材料的结构组成，降低水泥水化热和混凝土内部的温升，提高混凝土的耐久性。控制好骨料的掺比改善拌和物的和易性和保水性。

3　混凝土的施工控制

混凝土的施工包括：搅拌、运输、浇筑和振捣。铁路混凝土一般采用现场工厂化集中搅拌。在原材料进场后应立即进行检测，试验人员根据检测数据对理论配合比进行适当地调整，确保拌和物的性能与原配合比相同，这要求搅拌站对骨料覆盖避雨水，减少材料含水率的测定误差。机械称量原材料时要保证称量不超要求（胶凝材料、外加剂、拌合水≤1％、骨料≤2％），水泥投入时温度不应高于70℃。在拌合时要注意和控制投料的顺序和拌合时间，可提高混凝土的拌合质量。混凝土的运输要根据混凝土的凝结时间和浇筑速度来配备运输设备，同时要防止在运输过程中混凝土发生离析、漏浆、泌水，还要防晒和防冻。混凝土浇筑时要保证浇筑连续进行，注意混凝土的入模温度控制在5～30℃，与接触的介质温度控制在-2～40℃，混凝土的入模温度与邻接介质间的温差不应大于15℃。混凝土的振捣时间和振捣半径以振捣密实为原则，避免过振和漏振。