浅谈粉煤灰在轨枕混凝土中的应用

徐士刚

摘 要：《混凝土枕》标准中规定，生产轨枕使用的混凝土中，必须掺加掺合料，公司把这项工作做为课题。准备通过试验在C60轨枕混凝土中掺加Ⅰ级粉煤灰，依据标准中的技术要求、配比设计规范、并查阅了相关文献，计算试拌配比。经过多次试验，根据不同掺量的粉煤灰试拌配比所产生的效果，收集相关数据，选出了最佳配合比，对该配比进行了反复试验，并在生产线上试生产。强度、弹模、耐久性等均满足《混凝土枕》标准的要求。

关键词：粉煤灰；轨枕；混凝土配合比

中图分类号：U213.3+4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）04-0119-02

随着混凝土生产行业的迅速发展，高性能混凝土在很多工程及生产企业广泛地使用，在混凝土中掺加一些工业废料，如粉煤灰，不但能改善混凝土的性能，而且還发挥它独特的填充性和致密作用，粉煤灰致密作用对混凝土强度发展有利，更重要的是粉煤灰致密作用减少了混凝土中孔隙体积和较粗孔隙，对混凝土耐久性十分有利，还利于环保，而且给企业带来效益。

1 配合比设计方案

1.1 指标要求

工作度：JC=1.05-1.40 脱模强度：不低于45MPa

设计强度：轨枕强度等级为C60 28d强度：不低于60 MPa

弹性模量：脱模不低于33.5×103MPa 28天不低于36.0×103MPa

耐久性（本试验室不能完成，委托铁道部质量监督检验中心）

56d混凝土抗冻等级不低于F300，56d混凝土电通量应小于1200c

56d氯离子扩散系数不应大于8×10-12m2/s。

1.2 原材料

水泥：蒙西P.O42.5 比表面积338m2/kg 抗折：3d 5.2MPa 28d 7.5MPa

抗压：3d 25.0MPa 28d 47.4MPa

中砂：齐齐哈尔市满博鑫采砂场，含泥量：1.0%，细度模数2.5，含水率0。

表观密度2520kg/m3

碎石：扎兰屯采石场 5-25mm连续粒级，含泥量0.3%，含水率0。

外加剂：哈尔滨成石混凝土外加剂有限公司，CSNOF-1高效减水剂，减水率21%

1.3 配合比设计

在计算配合比时，粉煤灰掺量选用等量取代法，掺量10%、20%计算试拌配合比见表1。

1.4 掺量10%、20%

采用三个不同水胶比的配合比见表2。

表2中，2#、5#配合比胶凝材料总量507kg/m3，依据TB/T2190-2013《混凝土枕》标准规定（混凝土胶凝材料用量不应超过500 kg/m3）舍去，1#、3#、4#、6#配合比成型试件，并在试验室进行多次试验，把最后一次试验结果整理，见表3，并将1#配比成型耐久性试件，到龄期委托铁道部质量监督检验中心试验。由于3#、4#、6#配比强度、弹模等指标有的未满足要求，故没成型耐久性试件。

根据表3中1#配比的试验数据，依据配合比设计调整规定：混凝土拌合物表观密度计算值2500kg/m3，混凝土拌合物表观密度实测值为2530 kg/m3。根据公式=1.2%<2%，所以确定428：47：618：1255：152：3.3为最佳初步配合比，由于委托耐久性结果出来，各项指标均满足《混凝土枕》中标准规定，1#配比确定为最佳配比。

根据以上试验，对轨枕高性能混凝土的研究，综合分析，应注意以下几个重要环节：

2 高性能混凝土对原材料质量要求高

2.1 水泥的选择

水泥应选用硅酸盐或普通硅酸盐水泥，不应使用早强水泥，水泥的强度等级不应低于42.5级，碱含量不应超过0.60%，SO3含量不应超过3%，其它指标应符合《铁路混凝土》的标准规定，选用的水泥必须质量稳定。

2.2 细骨料的选择

细骨料选用天然中粗河砂，坚固性好，级配合理，含泥量不大于1.5%，其它指标应符合《铁路混凝土》的标准规定。

2.3 粗骨料的选择

粗骨料各项指标应符合《铁路混凝土》的标准规定，应选用质地均匀、坚固性好、级配合理、5-25mm连续级配的洁净碎石，而且骨料的强度必须达到标准要求。级配不合理、颗粒形状不好，要增加胶凝材料的填充量和用水量，会增加经济成本，影响混凝土的耐久性。

2.4 外加剂的选择

配制高性能混凝土时，掺外加剂究其原因是能够在一定程度上提高混凝土的性能，同时降低混凝土的成本。外加剂各项指标应满足《铁路混凝土》的标准规定。外加剂与胶凝材料的适应性、外加剂的匀质性是配制高性能混凝土的基本条件，所以外加剂应选用质量相对稳定的产品。

2.5 掺和料的选择

高性能混凝土可选择矿渣粉、粉煤灰、硅灰为掺合料。 我们选用Ⅰ级粉煤灰，与其它品种的火山灰相比，粉煤灰具有明显的优越性，在混凝土中掺加粉煤灰，不仅不会增加混凝土的用水量，反而可能降低用水量。不能使用高钙灰，对蒸养时强度提高有所不利，所以采用符合《铁路混凝土》标准中规定的Ⅰ级粉煤灰。

2.6 拌合水的选择

轨枕混凝土使用的拌合水是自来水，拌合水各项指标应符合《铁路混凝土》的标准规定。不能使用影响混凝土质量的拌合水，控制水中有害物质的含量。

3 计量设备精度

计量设备的精度是施工中的重要环节，只有保证每盘料的称量准确，才能保证搅拌的混凝土满足质量要求。并且每一班生产前，对计量秤应进行零点校正。计量秤应按国家标准规定定期检定，以保证它的准确性。

4 搅拌过程控制

在搅拌过程中，操作人员应观察计量秤的误差情况，当出现误差超出标准范围时，应及时找计量人员，调整相应参数。搅拌时应严格按照加料顺序，顺序不当会延长搅拌时间，也会影响混凝土的质量。

5 结语

经过试验表明，在混凝土轨枕中加入适量的Ⅰ级粉煤灰，不但能满足工作性的要求，而且强度、耐久性等效果也很好，提高混凝土轨枕的使用寿命，从环保角度及经济效益上也表现突出，综上所述，混凝土轨枕中掺适量Ⅰ级粉煤灰是可行的。

参考文献

[1]TB/T2190-2013，混凝土枕.

[2]TB/T3275-2011，铁路混凝土.

[3]龚洛书，吴兴祖.混凝土实用手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1987.

[4][英]A.M内维尔著，冷发光，刘数华等译.混凝土的性能[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.