成渝客专道床板混凝土外观质量控制

黄小军

摘    要：近年來，混凝土外观问题越来越受到人们的重视，无砟轨道道床板混凝土外观更是道床板质量控制的重要组成部分，对于单位工程质量评定特别是优质工程评定有重要的影响。本文结合通过成渝客专道床板混凝土施工实例，针对道床板混凝土外观存在的色差、大气泡及微细裂缝进行分析并提出控制措施，为同类工程提供参考和借鉴。

关键词：道床板混凝土;外观;控制措施

1  工程概况

成渝客专3标一分部位于四川省内江市，设计时速350km/h。正线全长26.9km，轨道结构为双块式无砟轨道，其中路基长度15.3km，段内有一座大桥和三座特大桥及隧道五座。

2  施工方案

无砟轨道道床板混凝土施工主要内容包括：浇筑前准备工作;混凝土浇筑、抹面;初凝前松扣件及螺杆调节器;道床板混凝土养护;拆除模板及轨排。

2.1  浇筑前准备工作

浇筑混凝土前，首先检查和确认精调的结果，如果轨道放置时间过长，或者环境温度变化过大及其他原因，则必须对轨排重新进行精调。其次在浇筑混凝土之前需润湿模板，检查混凝土拌和，运输设备运行情况等影响混凝土浇筑的因素。

2.2  道床板混凝土浇筑、抹面

浇筑期间应监测周围环境温度、轨道温度，控制混凝土浇筑在温差变化较小的时段进行浇筑，确保混凝土不产生超限的温度裂缝，同时保证混凝土浇筑施工顺畅。混凝土振捣使用插入式振捣棒并增加二次微型振动工序，振捣时避免接触到轨排，支撑架，振捣均匀。混凝土入模后初凝前进行5次抹面，在入模30分钟后每隔半小时进行抹面，抹面时禁止晒水润面，抹面完成后，及时清刷钢轨、轨枕和扣件，防止污染。

2.3  初凝前松扣件

浇筑约3小时后进行钢球测强度，或直接用手指按压混凝土没有凹陷但有点硬度时，两侧同时松螺杆，在松开螺杆约90分钟后，松开全部扣件，释放在施工过程中由于温度和徐变引起的钢轨应力。

2.4  道床板混凝土养护

混凝土浇筑后应尽早全面覆盖进行养护，采用土工布覆盖、喷水保湿或蒸汽养护的方式结合。混凝土表面的养护用水与混凝土表面温度的温差不能高于15℃。道床板混凝土未达到设计强度的70%之前，严禁在道床板上行车或堆载重物等。

2.5  拆除模板及轨排

在道床板混凝土浇筑完成一天经强度检测合格后，方可拆除模板及工作轨排，先拆轨排，再拆卸模板，模板拆除时禁止对道床板混凝土进行碰撞。模板支撑架拆除后，用同等无收缩混凝土填充孔洞。

3  外观质量控制

道床板混凝土为高速铁路无砟轨道轨道最上面的结构层，混凝土表面直接与大气接触，对其外观要求高，道床板施工工序繁琐，每道工艺都直接或间接影响到混凝土外观质量，针对混凝土容易产生的色差，大气泡及微细裂缝等问题，本项目在其外观质量控制中，主要从以下方面进行控制。

3.1  色差控制

道床板混凝土色差主要是由于不同进场批次的原材料性能波动较大导致，特别是水泥，粉煤灰的不同批次进场的原材料性能不一致导致，试验证明，混凝土颜色主要受到胶凝材料颜色影响，四川地区优质粉煤灰供应较为缺乏，劣质的粉煤灰特别是劣质的黑色粉煤灰由于碳粒表面微孔洞比较多，烧失量偏高，一是会增大需水量，直接的影响就是降低拌合物和易性，二是会影响混凝土外观，直接导致现场混凝土颜色发黑。在道床板混凝土施工期间，严控粉煤灰质量，各批次粉煤灰经试验检测合格后才能入仓，保证每批次粉煤灰质量波动在可控范围以内。

其次，不同强度等级的混凝土也存在色差的现场，这主要是由于不同等级的混凝土其胶凝材料的用量不一致，即使是同等强度等级的混凝土，由于混凝土和易性坍落度差异，也会存在色差问题。为控制混凝土色差，故需要控制同等级混凝土的坍落度，结合项目施工工艺，现场坍落度保持在160mm～180mm之间，可以确保混凝土成品色泽相对一致。

3.2  大气泡控制

混凝土表面存在的大气泡不仅影响美观，也会影响到混凝土的耐久性，故减少混凝土表面的大气泡既是美观要求也是结构性能要求。混凝土中气泡可分为空气泡、减水剂引入的气泡以及引气剂引入的气泡。在施工过程中，小气泡在振捣棒机械力的反复作用下大部分破裂，小部分则形成大气泡。通过分析及现场试验，采用高性能聚羧酸减水剂后会增加不少气泡，故在减水剂中添加一定掺量的消泡剂可以有效的减少大气泡的产生。

其次，通过合理的振捣工艺可以有效的减少表面的气泡的产生。主要采取的工艺是：

①分层浇筑，分层振捣。通过分层振捣可以减少气泡排出的距离，可以有效的减少大气泡的聚合产生。

②增加微型振捣器进行振动，在传统的振捣工艺后，增加一道微型振捣的工艺。振动需遵循不漏振不过振的原则，漏振会使混凝土内部松散，表面凹凸不平，过振则会使骨料下沉，砂浆上浮，更加容易产生砂线、起皮、气泡等表面缺陷。施工现场按照快插慢拔，增加二次振捣的要求进行施工后，明显减少了大气泡的产生。

③增加抹面的次数，在振捣完成后开始收面，多次收面能大幅减少表面气泡的产生。

3.3  微细裂缝控制

道床板混凝土配合比设计对微细裂缝的控制非常重要[3]，在成渝客运专线铁路无砟轨道道床板施工的过程中，通过对试验段产生的外观微细裂缝的分析统计和总结，通过及时调整配合比（表1，表2），减少了水泥的用量，提高粉煤灰的掺量，其中粉煤灰的掺量由26%上升到30%，总水泥量由430kg/m3降低到400kg/m3 ，总胶凝材料的降低及粉煤灰掺量的增加降低了总体的水化热，矿物掺合料等量取代水泥对混凝土的早期抗裂性能有明显的改善作用;且水胶比越低，效果越明显，在后期大面积道床板施工中，其混凝土微细裂缝，特别是后期收缩裂缝的数量不断减少，达到了经济和质量保证的双丰收。

微细裂缝控制的最为重要的手段就是科学养护，道床板结构为薄壁大平面形式，早期收缩裂缝极易形成，混凝土浇筑期间需使其在温差变化较小的范围内进行，终凝后立即覆盖土工布养护，防止日照、大风或者内部温度升高使混凝土失水后迅速产生裂缝。养护用水少时会使混凝土内部缺水无法补充，使裂缝迅速产生，养护用水过多时则会使混凝土表面大量热量流失，使内外温差过大，造成温度裂缝，同时也会产生麻面孔洞等现场。施工中应使混凝土表面湿润又不产生明显积水为标准进行养护，建议每间隔2小时进行洒水养护。

4  结束语

通过现场调研和不断优化试验，结合成渝高铁道床板外观质量的实际控制效果的情况分析，对道床板的外观质量控制提出以下几点建议：①首先是控制好原材料的质量，特别是粉煤灰的质量，对不同批次的粉煤灰确保其颜色基本一致，同时加强外加剂对混凝土影响的系统理论研究。②优化和调整混凝土配合比，在满足设计强度和施工工艺的前提下，尽量减少水泥的用量，提高粉煤灰掺量，减少用水量，降低总体水化热能有效减少微细裂缝。③进一步优化振捣工艺，通过分层浇筑，增加抹面次数，增加微型振捣器等手段能有效减少大气泡的产生。

参考文献：

[1] 安国栋.高速铁路无砟轨道技术标准与质量控制[M].北京：中国铁道出版社，2009.

[2] 杨勇，吴峥嵘，马成刚.浅论混凝土气泡成因分析与控制技术[J].四川水力发，2010（2）：1～3.

[3] 韩素芳.混凝土质量控制手册.[M].北京：化学工业出版社，2012.