双块式轨枕生产中常见质量问题及其防治措施

2017-08-16朱鸿飞张璐徐元胜杨

河南建材 2017年4期

关键词：双块脱模轨枕

朱鸿飞张璐徐元胜杨戈

1郑州市建设工程治理检测有限公司（450000） 2河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）

双块式轨枕生产中常见质量问题及其防治措施

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1郑州市建设工程治理检测有限公司（450000） 2河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）

总结了我国双块式轨枕实际生产中所出现的一些具体产品质量问题，分析了这些产品质量出现问题的原因，并针对所出现的问题并依据其质量缺陷的产生机理提出了一些相应防治措施。

双块式轨枕；质量问题；防治措施

0 引言

在我国，为了满足日益增长的铁路运输需求，高速铁路建设事业发展迅速。预计到2020年，我国客运专线铺设里程将会超过1.2万公里。而双块式无道砟轨道也被广泛应用于高速铁路的铺设之中。可见，我国对双块式轨枕需求量也非常巨大。

现阶段，我国具有较强生产能力的双块式轨枕生产企业已有几十家之多。这些企业通过引进国外先进生产技术，采用环形流水化生产方式生产了大量适合我国高速铁路建设的双块式混凝土轨枕[1]。但是，大多双块式轨枕生产企业在生产过程中（特别是投产初期）往往会遇到轨枕质量问题的情况。而轨枕质量问题不单对我国高速铁路的安全性产生负面影响，而且还会为轨枕生产企业带来经济损失[2]。

因此，我们有必要采取一定措施，降低所生产的轨枕出现产品质量问题的几率显得尤为重要和迫切。

然而，轨枕产品质量问题种类较多，产生的原因也错综复杂，很难较快的在实际生产过程中找到合适的防治措施。所以，需要将产品质量问题总结出来并逐个分析原因，根据原因采取适宜的防治措施。

1 双块式轨枕常见质量问题

双块式轨枕产品中在混凝土块上出现的常见质量问题有：轨枕的断面出现裂缝（图1）、轨枕表面有大量气孔、蜂窝（图2）、出现麻面（图3）、产生龟裂（图4）、轨枕的混凝土发生离析（图5）、轨枕掉变掉角（图6）等[3]。此外，在轨枕其他部位上出现的常见产品质量问题还有：轨枕套管位置下沉、钢筋桁架尺寸误差较大或变形等[4]。

2 轨枕出现质量问题的原因及其防治措施

2.1 轨枕断面出现裂缝的原因及防治措施

轨枕断面出现裂缝的原因较多，例如：脱模强度不足、脱模工艺参数不合理、钢筋桁架尺寸误差较大等。但是其根本原因是在冲击脱模过程中，轨枕的自身强度不足，不能抵抗由于冲击作用在其截面薄弱区产生的集中应力，从而造成混凝土产生开裂。常见质量问题如下图所示：

图1 断面裂缝

图2 气孔、蜂窝

图3 麻面

图4 龟裂

图5 离析

图6 掉角

避免混凝土轨枕开裂的防治措施根据途径的不同可分为两类。

第一类措施是利用一定手段来减小轨枕脱模过程对其造成的损害。具体防治措施有：1）加固钢模支撑平台地基的强度，避免其在脱模时受到钢模反复冲击后发生不均匀沉降，使其顶起高度相对增加，致使混凝土轨枕开裂。2）调整脱模参数，关键的脱模参数有：脱模时钢模底面同承接钢模的平台的最大距离（也就是模具的顶起高度）、冲击次数、承接轨枕的承接平台上橡胶垫厚度及宽度、承接钢模的平台同承接轨枕的平台高度差。生产过程中发现，顶起高度应控制在8～12 cm，冲击次数以3～4次为宜。最好采用“两高一低的”脱模方法。即前两次将顶起高度设置在10 cm以上，第三次将顶起高度控制在10 cm以内。承接轨枕的承接平台上橡胶垫的厚度应控制在8 cm左右，橡胶垫宽度以约35 cm为宜，承接钢模的承接平台应高于承接轨枕的承接平台1～2 cm。3）控制钢筋桁架尺寸误差范围，使两桁架构成的轨枕底面较为平整，从而利于轨枕从模具的脱出[5]。

第二种是从增强轨枕混凝土强度使其不易开裂的方面着手，可以采取的防治措施有：1）调整配合比，使所用配合比更加合理，从而使混凝土的工作性和强度得到改善。2）配合比合理的条件下，对所浇筑的混凝土进行充分振捣，使混凝土的密实性提高，从而使其强度得到提高。3）严格依照养护制度，对混凝土轨枕充分养护，使混凝土轨枕脱模强度得到保障[6]。

从脱模环节控制混凝土的开裂更为有效，可以说是避免其开裂的关键。即便是在混凝土强度不足时，采用合理的脱模方式及参数也可以取得较好的脱模效果。

2.2 轨枕表面出现气泡、蜂窝原因及防治措施

造成轨枕表面产生气泡、蜂窝的根本原因是：混凝土中存在大量的气泡或水泡，在混凝土振捣过程中这些水份及气体上浮到了聚集区，造成气泡、水泡富集。混凝土凝固时水份蒸发形成了表面缺陷。从生产工艺的角度看来，轨枕表面产生缺陷的原因是所制备的混凝土坍落度不足,振捣不充分等。

因此，避免轨枕表面出现气泡、蜂窝的防治措施是：1）减小用水量，添加适量减水剂，调整混凝土颗粒级配，使混凝土坍落度控制在较为合理的范围内，使轨枕混凝土气泡易于排出。2）采用合理的振动成型参数和振动方式，使混凝土得到充分振实。较为关键的振动成型参数有振动频率、振幅、振动时间，所采用的振动方式通常为二次布料法。所应注意的是振频应控制在可以使较多骨料产生共振的范围内,振动时间应控制在混凝土表面无气泡，适度泛浆为宜[7]。

2.3 轨枕表面出现龟裂原因及防治措施

在混凝土轨枕的生产中，轨枕表面出现龟裂现象通常是因为混凝土结硬后，随着表层水份逐渐蒸发、损失，其湿度也逐步降低，致使混凝土体积减小。由于混凝土表层水份损失较快，内部水份的损失较慢，因此产生了表面收缩程度大、内部收缩程度小的情况。而表面收缩变形受到内部混凝土约束，致使表面混凝土承受拉力作用，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度，便会产生收缩裂缝，造成混凝土轨枕表面龟裂。

因此，在养护期间为了避免混凝土轨枕表层水份的过多蒸发，应该适时的将混凝土轨枕覆膜、洒水[8]。

2.4 轨枕出现麻面原因及防治措施

轨枕表面出现麻面的主要原因是脱模剂喷涂不均匀，模具内多余的脱模剂汇聚在模具沟槽内，同浇筑入模的混凝土混合在了一起[9]。所以，在喷涂脱模剂时应该注意不是喷得越多越好，具体操作时一定要做到喷涂均匀。

2.5 轨枕混凝土发生离析原因及防治措施

轨枕混凝土发生离析的根本原因是，所制备的混凝土黏性不足,致使混凝土中的粗集料下沉，混凝土中不同组分相互分离，通常表现为粗集料与砂浆相互分离。在实际生产中，出现该类产品质量问题通常是由于水泥存放时间过长,造成需水量减少、下料时配合比控制不准确造成用水量偏大、减水剂用量过大、级配较为不合理、砂石含泥量大等引起的。

为了避免该类质量问题出现，首先应该对原材料存放、检测以及混凝土制备加强监管。保证原料质量过硬，下料准确。其次，应该选择同轨枕生产所用水泥相容性较好的减水剂，适量添加。最后，应根据实际生产情况选取合理的级配。

2.6 轨枕掉边掉角原因及防治措施

引起轨枕掉边掉角的原因主要有所用轨枕模具结构设计不合理、脱模结束后对模具的清理不彻底等。

针对该类问题采取的措施有：1）优化模具结构，将模具内棱角分明之处做圆倒角处理，避免在轨枕棱角之处产生过大的集应力损坏轨枕。2）对模具表面进行电镀、涂蜡等处理，增加模具表面的光洁度。

2.7 其他质量问题及防治

除了上述轨枕产品质量问题外，还有漏装套管、套管下沉、桁架焊头脱焊等其他问题。对于诸如漏装套管或套管下沉等人为操作失误造成的产品质量问题，应该加强和规范对生产操作的管理，必要时应对工人进行相应培训。而对于像焊头脱焊这种由于生产设备参数需要调整的问题，也应该在日常生产中加强对生产设备的监控和维护。