淺談粉煤灰在軌枕混凝土中的應(yīng)用

徐士剛

摘 要：《混凝土枕》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，生產(chǎn)軌枕使用的混凝土中，必須摻加摻合料，公司把這項(xiàng)工作做為課題。準(zhǔn)備通過(guò)試驗(yàn)在C60軌枕混凝土中摻加Ⅰ級(jí)粉煤灰，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)要求、配比設(shè)計(jì)規(guī)范、并查閱了相關(guān)文獻(xiàn)，計(jì)算試拌配比。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，根據(jù)不同摻量的粉煤灰試拌配比所產(chǎn)生的效果，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，選出了最佳配合比，對(duì)該配比進(jìn)行了反復(fù)試驗(yàn)，并在生產(chǎn)線上試生產(chǎn)。強(qiáng)度、彈模、耐久性等均滿足《混凝土枕》標(biāo)準(zhǔn)的要求。

關(guān)鍵詞：粉煤灰；軌枕；混凝土配合比

中圖分類號(hào)：U213.3+4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）04-0119-02

隨著混凝土生產(chǎn)行業(yè)的迅速發(fā)展，高性能混凝土在很多工程及生產(chǎn)企業(yè)廣泛地使用，在混凝土中摻加一些工業(yè)廢料，如粉煤灰，不但能改善混凝土的性能，而且還發(fā)揮它獨(dú)特的填充性和致密作用，粉煤灰致密作用對(duì)混凝土強(qiáng)度發(fā)展有利，更重要的是粉煤灰致密作用減少了混凝土中孔隙體積和較粗孔隙，對(duì)混凝土耐久性十分有利，還利于環(huán)保，而且給企業(yè)帶來(lái)效益。

1 配合比設(shè)計(jì)方案

1.1 指標(biāo)要求

工作度：JC=1.05-1.40 脫模強(qiáng)度：不低于45MPa

設(shè)計(jì)強(qiáng)度：軌枕強(qiáng)度等級(jí)為C60 28d強(qiáng)度：不低于60 MPa

彈性模量：脫模不低于33.5×103MPa 28天不低于36.0×103MPa

耐久性（本試驗(yàn)室不能完成，委托鐵道部質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心）

56d混凝土抗凍等級(jí)不低于F300，56d混凝土電通量應(yīng)小于1200c

56d氯離子擴(kuò)散系數(shù)不應(yīng)大于8×10-12m2/s。

1.2 原材料

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

抗壓：3d 25.0MPa 28d 47.4MPa

中砂：齊齊哈爾市滿博鑫采砂場(chǎng)，含泥量：1.0%，細(xì)度模數(shù)2.5，含水率0。

表觀密度2520kg/m3

碎石：扎蘭屯采石場(chǎng) 5-25mm連續(xù)粒級(jí)，含泥量0.3%，含水率0。

外加劑：哈爾濱成石混凝土外加劑有限公司，CSNOF-1高效減水劑，減水率21%

1.3 配合比設(shè)計(jì)

在計(jì)算配合比時(shí)，粉煤灰摻量選用等量取代法，摻量10%、20%計(jì)算試拌配合比見(jiàn)表1。

1.4 摻量10%、20%

采用三個(gè)不同水膠比的配合比見(jiàn)表2。

表2中，2#、5#配合比膠凝材料總量507kg/m3，依據(jù)TB/T2190-2013《混凝土枕》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（混凝土膠凝材料用量不應(yīng)超過(guò)500 kg/m3）舍去，1#、3#、4#、6#配合比成型試件，并在試驗(yàn)室進(jìn)行多次試驗(yàn)，把最后一次試驗(yàn)結(jié)果整理，見(jiàn)表3，并將1#配比成型耐久性試件，到齡期委托鐵道部質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心試驗(yàn)。由于3#、4#、6#配比強(qiáng)度、彈模等指標(biāo)有的未滿足要求，故沒(méi)成型耐久性試件。

根據(jù)表3中1#配比的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，依據(jù)配合比設(shè)計(jì)調(diào)整規(guī)定：混凝土拌合物表觀密度計(jì)算值2500kg/m3，混凝土拌合物表觀密度實(shí)測(cè)值為2530 kg/m3。根據(jù)公式=1.2%<2%，所以確定428：47：618：1255：152：3.3為最佳初步配合比，由于委托耐久性結(jié)果出來(lái)，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足《混凝土枕》中標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，1#配比確定為最佳配比。

根據(jù)以上試驗(yàn)，對(duì)軌枕高性能混凝土的研究，綜合分析，應(yīng)注意以下幾個(gè)重要環(huán)節(jié)：

2 高性能混凝土對(duì)原材料質(zhì)量要求高

2.1 水泥的選擇

水泥應(yīng)選用硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥，不應(yīng)使用早強(qiáng)水泥，水泥的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于42.5級(jí)，堿含量不應(yīng)超過(guò)0.60%，SO3含量不應(yīng)超過(guò)3%，其它指標(biāo)應(yīng)符合《鐵路混凝土》的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，選用的水泥必須質(zhì)量穩(wěn)定。

2.2 細(xì)骨料的選擇

細(xì)骨料選用天然中粗河砂，堅(jiān)固性好，級(jí)配合理，含泥量不大于1.5%，其它指標(biāo)應(yīng)符合《鐵路混凝土》的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

2.3 粗骨料的選擇

粗骨料各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)符合《鐵路混凝土》的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，應(yīng)選用質(zhì)地均勻、堅(jiān)固性好、級(jí)配合理、5-25mm連續(xù)級(jí)配的潔凈碎石，而且骨料的強(qiáng)度必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。級(jí)配不合理、顆粒形狀不好，要增加膠凝材料的填充量和用水量，會(huì)增加經(jīng)濟(jì)成本，影響混凝土的耐久性。

2.4 外加劑的選擇

配制高性能混凝土?xí)r，摻外加劑究其原因是能夠在一定程度上提高混凝土的性能，同時(shí)降低混凝土的成本。外加劑各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)滿足《鐵路混凝土》的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。外加劑與膠凝材料的適應(yīng)性、外加劑的勻質(zhì)性是配制高性能混凝土的基本條件，所以外加劑應(yīng)選用質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定的產(chǎn)品。

2.5 摻和料的選擇

高性能混凝土可選擇礦渣粉、粉煤灰、硅灰為摻合料。 我們選用Ⅰ級(jí)粉煤灰，與其它品種的火山灰相比，粉煤灰具有明顯的優(yōu)越性，在混凝土中摻加粉煤灰，不僅不會(huì)增加混凝土的用水量，反而可能降低用水量。不能使用高鈣灰，對(duì)蒸養(yǎng)時(shí)強(qiáng)度提高有所不利，所以采用符合《鐵路混凝土》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的Ⅰ級(jí)粉煤灰。

2.6 拌合水的選擇

軌枕混凝土使用的拌合水是自來(lái)水，拌合水各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)符合《鐵路混凝土》的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。不能使用影響混凝土質(zhì)量的拌合水，控制水中有害物質(zhì)的含量。

3 計(jì)量設(shè)備精度

計(jì)量設(shè)備的精度是施工中的重要環(huán)節(jié)，只有保證每盤(pán)料的稱量準(zhǔn)確，才能保證攪拌的混凝土滿足質(zhì)量要求。并且每一班生產(chǎn)前，對(duì)計(jì)量秤應(yīng)進(jìn)行零點(diǎn)校正。計(jì)量秤應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定定期檢定，以保證它的準(zhǔn)確性。

4 攪拌過(guò)程控制

在攪拌過(guò)程中，操作人員應(yīng)觀察計(jì)量秤的誤差情況，當(dāng)出現(xiàn)誤差超出標(biāo)準(zhǔn)范圍時(shí)，應(yīng)及時(shí)找計(jì)量人員，調(diào)整相應(yīng)參數(shù)。攪拌時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照加料順序，順序不當(dāng)會(huì)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間，也會(huì)影響混凝土的質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)表明，在混凝土軌枕中加入適量的Ⅰ級(jí)粉煤灰，不但能滿足工作性的要求，而且強(qiáng)度、耐久性等效果也很好，提高混凝土軌枕的使用壽命，從環(huán)保角度及經(jīng)濟(jì)效益上也表現(xiàn)突出，綜上所述，混凝土軌枕中摻適量Ⅰ級(jí)粉煤灰是可行的。

參考文獻(xiàn)

[1]TB/T2190-2013，混凝土枕.

[2]TB/T3275-2011，鐵路混凝土.

[3]龔洛書(shū)，吳興祖.混凝土實(shí)用手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1987.

[4][英]A.M內(nèi)維爾著，冷發(fā)光，劉數(shù)華等譯.混凝土的性能[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.