自密实混凝土试验检测技术

隋亚军

摘要：无砟轨道施工过程中，自密实混凝土是重要的一个环节，在正式进行灌注前，需要通过揭板试验，来实地检验自密实混凝土工作性能，确定自密实混凝土的原材料及施工配合比，掌握自密实混凝土的性能指标和施工工艺参数，为自密实混凝土施工应用积累经验。

Abstract： Self-compacting concrete is an important part in the construction of ballastless track. Before the formal infusion， it is necessary to pass the slab uncovering test to test the working performance of self-compacting concrete， determine the raw materials and construction mix ratio of self-compacting concrete， and master the performance index and construction process parameters of self-compacting concrete， to gain experience for self-compacting concrete construction applications.

关键词：揭板试验;选取原材料;施工配合比;施工参数

Key words： slab unveiling test;selection of raw materials;construction mix ratio;construction parameters

中图分类号：TU378                                        文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）18-0180-04

1  CRTS Ⅲ型板式轨道基本结构

CRTS Ⅲ型板式轨道基本结构由底座板、土工布隔离层、自密实混凝土、轨道板组成。

2  自密实混凝土原材料的选取及要求

2.1 水泥

2.2 矿粉（表2）

2.3 细骨料

①应选用级配合理、质地坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然河砂。②不得使用海砂。③细骨料的颗粒级配符合Ⅱ區或Ⅲ区的规定，细度模数不应大于2.7，含泥量不大于2.0%，泥块含量不大于0.5%。④除5.00mm和0.63mm筛档外，细骨料其他档筛的实际累计筛余百分率允许超出规范要求的分界线，但不得大于5%。⑤根据车检筛分及混凝土的状态确定，砂子0.3mm以下占20%以上，混凝土的状态好。

2.4 粗骨料

①粗骨料应选用粒形良好、质地坚固、线胀系数小的洁净碎石、碎卵石或卵石。②粗骨料最大公称粒径不宜大于16mm，针片状颗粒含量不大于5%，含泥量不大于0.5%。

2.5 减水剂

减水剂应采用品质稳定且能明显提高自密实混凝土耐久性能的高效减水剂，并且要与水泥矿物掺合料之间具有良好的相容性。（表3）

2.6 引气剂

引气剂应选用水泥、矿物掺合料、减水剂等之间具有良好的相容性。（表4）

2.7 粘度改性材料

粘度改性材料应选用能改善自密实混凝土工作性能且不降低自密实混凝土力学性能和耐久性能的材料。即符合表5指标。

2.8 膨胀剂

膨胀剂应选用符合规定的Ⅱ型膨胀剂。（表6）

3  室内试拌试验

原材料经过全检，全部符合规范要求，允许进行室内适配。

配合比如表7。

按表7配合比试拌自密实混凝土，砂率为52%，碎石为5-16mm，砂：细度模数2.5，含泥量：1.8%。（表8）

4  拌合站试拌试验

第一盘：混凝土出机后坍落扩展度：660*650mm，T500：3秒21，含气量：8.5%。表面有大量劣质气泡（混凝土出料过程中，劣质气泡不断冒出）。原因可能是消泡剂未溶解完全。

在拌合站试拌过程中发现矿粉称有误差（比如称好159kg后下到搅拌机内，在搅拌过程中，称上又显示有6kg，且此数值持续上涨），怀疑传感器有问题;水称漏水（比如称好100kg水后，一分钟左右就会漏到搅拌机内30kg左右），怀疑水称下面阀门有问题。

根据拌合站搅拌的结果，马上寻找解决办法。

①拌合站维护人员及拌合机厂家马上对设备进行维修，保证各种材料的计量准确。

②减水剂厂家核实配方，重新进行调配减水剂。

在拌合站及减水剂整改完毕后，重新进行试拌，后经过多次的自密实混凝土试拌，掌握了原材料对自密实混凝土拌合物性能的影响及混凝土各种性能的把握。

5  现场灌板试验

5.1 灌板工装（图2）

5.2 现场准备

在进行自密实混凝土灌注前，轨道板应进行固定，采用在底座板侧面紧固方式，预埋紧固套管或后植入。在曲线段灌注自密实砼施工时，在轨道板中间及两端安装3道防侧移装置，同时在灌注自密实混凝土过程中使用百分表进行过程监控（4块监测上浮、2块监测水平侧移）。（图3-图5）

5.3 自密实混凝土拌合

①搅拌混凝土前，应严格测定粗细骨料的含水率，准确测定粗细骨料含水率变化，及时调整施工配合比。

②搅拌时，应严格控制原材料的投料顺序，且搅拌时间不得少于3分钟（搅拌时可采用初始加入80%用水量，搅拌2min后加入20%用水量的方式）。

③正式生产前必须对自密实混凝土拌合物进行首开盘鉴定，检测其工作性能;连续生产时，应检测每车混凝土拌和物的工作性。

5.4 自密实混凝土灌注

①灌注之前应检测每车混凝土的工作性能，符合设计要求后方可灌注。

②自密实混凝土的入模温度宜控制在5～30℃，每块板灌注前必须保证大料斗内的混凝土能将一块板灌完还有富余，灌注每块轨道板应连续进行，必须一次灌注成型，中间不应出现断料现象。

③混凝土到灌注现场后，应该尽快灌注入模，严禁长时间等待。

④自密实混凝土采用轨道板中间灌注孔进行灌注，四角预留排气孔方式进行。灌注时混凝土通过下料管注入。控制好自密实混凝土的灌注速度，宜采取匀速方式灌注，且中途不得断料，直至灌注完成。

⑤通过轨道板两测的观察孔，观察混凝土在板腔内的流动情况。待四角出浆口混凝土可见均匀骨料，混凝土与板底齐平，插入封堵板，开始观察百分表。待百分表读数接近预设上浮量时，依次向技术员报数，技术员判断整个轨道板上浮量，给小料斗控制人员关料指令。

⑥自密实混凝土的入模温度为5-30℃，模板和模腔的温度不得超过40℃。

⑦砼灌注后防溢管拔出时间不得早于3h。

⑧自密实混凝土灌注完成后及时进行覆盖养护，养护期不少于14天，带模养护不少于3天。

5.5 自密实混凝土揭板

表面无松软发泡层，表面密实度良好，表面气泡良好未见工艺性气泡，表面充盈度饱满，无泌水现象，无可见裂纹，没有明显的流水痕迹，评为灌注成功。

6  试验总结

6.1 减水剂成分调整（扩展度反大、保坍及气泡）

①减水剂自密实混凝土的工艺性能，起着至关重要的作用，减水剂厂家技术人员调整减水剂的成分降低对原材料的敏感性，解决环境敏感性。解决自密实混凝土扩展度反大、保坍及气泡问题。②环境温度对减水剂的影响，温度过高，影响混凝土的保坍;温度过低容易影响减水剂反大。

6.2 细骨料对自密实混凝土的影响

①细骨料的细度模数来确定是否调整砂率，即细度模数影响砂率，在试拌初始配合比时，砂细度模数为2.5，按照配合比确定的砂率试拌，混凝土粘稠度大，坍落扩展度有所减小，T500有所减慢，含气量增大;降低砂率，混凝土的粘聚性得到明显改善，坍落扩展度有所增大，T500有所加快，含气量减少。砂的细度模数影响砂率，砂率影响着混凝土性能，所以要保证砂的细度模数稳定。②砂的含水率对混凝土的影响也很大，如砂的含水率忽高忽低，严重影响混凝土的用水量，使混凝土一直在处于调整状态，极其不稳定。即含水率必须严格控制，提前进场，铲车提高20cm上料。

6.3 原材料对自密实混凝土的影响

原材料是影响自密实混凝土工作性的主要原因，它的微小变动都会对自密实混凝土拌合物的性能造成较大影响;因此应强化自密实混凝土原材料的不同批次的均质性。不同批次的减水剂减水率之差宜小于2%，河砂的含水率之差宜小于1%。

6.4 环境对自密实混凝土的影响

①大风和气温高天气影响混凝土的坍落扩展度，使混凝土失水快，表面形成干模。造成混凝土无法正常灌注，出现堵管或离缝等现象。②雨水天气，使土工布存水，灌注完混凝土，表面容易出现水纹，蜂窝麻面现象。

6.5 灌板及揭板对自密实混凝土的影响

经过多次灌板及揭板情况验证，自密实混凝土坍落扩展度达到630-670mm的最佳状态，揭板效果较好。过低，造成灌板不密实，有离缝;过高，容易造成骨料分布不均匀，碎石下沉，浆骨分离。

6.6 时间对自密实混凝土的影响

①灌住时间，要控制好自密实混凝土的灌注时间，时间不宜过快。过快，容易造成混凝土里窝气，没有时间对外排放，造成大的工艺气泡。②养护时间，根据规范要求，自密实混凝土需要带模养护72小时，拆模过早，混凝土表面强度不高，容易掉皮。③搅拌及运输时间，经过最后多次验证，搅拌时间在3-4分钟时，混凝土搅拌均匀，减水剂能够充分反映，使混凝土各性能指标良好;运输道路要通畅，使混凝土尽快的到施工现场，保证正常灌注。

6.7 操作工人的熟练程度

各个工序要固定人选，不能随便更换，注重细节，熟练掌握放料、封排气孔的顺序和时间。

6.8 拌合站計量

拌合站计量要准确，特别是液剂材料，保证止水阀不泄露，罐车要提前反转，防止罐车在洗车时，灌里存水。

6.9 原材料专仓专业

建议自密实混凝土所用的原材料要专仓专用，料仓要覆盖，防止造成二次污染。

参考文献：

[1]GB 23439-2009，混凝土膨胀剂[S].

[2]QC/R596-2017，高速铁路CRTSIII型板式无砟轨道自密实混凝土[S].

[3]TB/T3275-2018，铁路混凝土[S].

[4]GB/T50080-2016，普通混凝土拌合物性能试验方法标准[S].