鐵路混凝土耐久性理論與提升方法

鐘時華

（中鐵二局第四工程有限公司，四川 成都 610300）

鐵路運輸相比于其他陸路運輸方式，具有運載能力強、恒跨度大等優勢。與此同時，鐵路工程的修建復雜程度較高，如果不能對其進行有效控制，勢必會影響到整體工程的運行穩定性。混凝土結構在鐵路工程中，屬于非常重要的組成結構，因為鐵路相比公路而言，其運輸靈活性較低，如果混凝土耐久性較差，在短時間內須進行多次的修理，將直接影響到整個鐵路運輸的穩定性。對此，提升混凝土的耐久性，成為社會各界非常關注的問題。

1 鐵路混凝土耐久性理論分析

1.1 提升混凝土耐久性的作用

首先，提升鐵路工程運行的穩定性。與公路運輸不同，鐵路運輸靈活性相對較差，所有前進過程都會按照既定軌道進行?？梢娫阼F路實際應用過程中，須對其進行大型維護次數越少越好?；炷磷鳛殍F路中的重要保障，也是鐵路路枕的重要組成材料，在鐵路中路枕的主要作用是分散列車壓力，提升基礎結構的承壓能力。因此提高混凝土的耐久性，可以減少路枕更換頻次，提高鐵路工程運行的穩定性。其次，減少檢修成本投入。鐵路工程的整體線路跨度非常大，不同地質情況的作業區需采取相應的施工技術。鐵路工程造價較高，并且在后續維護過程中，如果經常進行大型檢修，勢必會增加工程維護成本，增加國家對鐵路維護的費用開支。在檢修項目中，非常重要的原因就是路枕斷裂、地基結構出現不規則沉降等。通過提升混凝土結構耐久性，可以有效提升路基結構強度，減少后期工程維護成本。最后，提高鐵路運輸的安全性。在鐵路交通正常運行過程中，由于軌道不規則沉降，很容易出現脫軌的安全事故，威脅到人們的生命財產安全。導致軌道不規則沉降的原因除前期施工問題外，也有混凝土結構承壓能力下降的原因。通過提高混凝土耐久性，對提高鐵路運輸安全性有著積極的意義。

1.2 影響混凝土耐久性的原因

第一，材料選擇問題。針對鐵路不同結構所選用的混凝土強度也存在差異，如鐵路路基所使用的混凝土強度與路枕所使用的混凝土強度就存在較大的區別。在實際操作過程中，受到人為因素影響，在篩選施工原材料時，所選用的材料不滿足基本施工要求，從而降低了混凝土的應用質量。第二，混凝土拌和比不合理。在選定混凝土結構材料之后，需要根據不同施工階段需求，按照相應的拌和比例對其進行混凝土混合。受到操作人員綜合水平和拌和環境影響，有時混凝土的拌和成品會小于預期強度，從而影響到混凝土的耐久性。第三，材料澆筑過程不合理。在澆筑混凝土時，施工人員需要嚴格按照既定要求對混凝土材料進行澆筑操作。很多情況下，為了追求工程施工速度，會忽略混凝土澆筑后二次振搗的進行，這樣會導致混凝土材料分布不均勻，影響到整體結構的承壓能力[1]。

2 鐵路混凝土耐久性的提升方法

2.1 施工原材料質量控制

對施工原材料進行質量控制，一方面，可以為后續混凝土拌和提供堅實的基礎，另一方面，可以提升混凝土成品質量，提高混凝土的應用強度。在對施工原材料進行質量控制時，需要從骨料、水泥和外加劑三方面進行質量控制。

（1）骨料。在考量粗細骨料綜合性質的過程中，管理人員可以從顆粒直徑、材料含泥量等方面進行綜合考量。顆粒直徑是校驗粗細骨料基本性質的重要方法，越高級配的粗細骨料其棱角越是更加分明，在混合填充時，材料也可以更好地契合在一起，從而提升結構的綜合強度。含泥量的大小將影響到混凝土結構的延展性，如果結構含泥量較大，拌和出的混凝土在凝結之后，很容易受外部溫差影響出現裂縫，影響整體結構的強度。

（2）水泥。水泥在混凝土結構組成中，屬于將各類材料均勻拌和的中間材料，該材料也將直接影響到混凝土結構的整體強度。在實際應用過程中，技術人員需要根據實際情況來選擇水泥類型，常見的水泥類型有硅酸鹽水泥、礦渣水泥、火山灰水泥、復合型水泥等，不同類型的水泥擁有不同的應用環境。對此技術人員需要綜合考慮地鐵工程的地質環境、地質結構沉降情況，從而選擇符合施工質量要求的水泥。并且在正式施工之前，技術人員還需要對其進行采樣分析，根據分析結果綜合評價所選材料的科學程度[2]。

（3）外加劑。混凝土屬于混合物，其中摻雜了許多物質，為了提升混凝土拌和后的易性、耐久性，施工人員需要在拌和過程中添加適量的外加劑。在具體應用過程中，為了確保外加劑添加的準確性，技術人員需要提前對結構應用效果進行實驗，根據最終獲取到的實驗結果來確定最優的外加劑和其他材料的配合比例，防止外加劑添加過多，引起混凝土承壓能力下降的情況發生。如果在拌和過程中，出現混凝土結構質量大幅度變化時，此時技術人員需要減少外加劑使用數量，將其與材料進行相容性實驗，最后根據實驗結果來確定最佳的外加劑類型和配比結果。

2.2 優化混凝土配比

通過優化混凝土配比，不僅可以提高混凝土的拌和質量，而且能夠提升混凝土材料的應用效果。在具體應用過程中，技術人員需要注意以下幾方面內容：第一，將不同結構所需的混凝土配比情況進行分類，明確標記不同種類結構對應的混凝土強度，同時梳理混凝土配比過程中材料添加順序，為后續拌和過程提供保障。第二，在拌和過程中，需要對拌和中心的溫度和拌和速度進行監測，將其控制在合理范圍內，提高成品混凝土的質量。第三，在材料混合的過程中，施工人員還需要對周圍環境情況進行合理管控，根據環境溫度、環境濕度適當調節拌和速度和水添加量，從而提升混凝土成品的耐久性。

2.3 加強混凝土運輸控制

通過加強混凝土運輸控制，可以防止混凝土提前凝結的情況，提升混凝土應用價值。通常情況下，拌和后的混凝土會通過罐車將其運輸到制定施工地點。在運輸過程中，罐車需要盡量保持平穩的運輸速度，同時在運輸過程中不能停止攪拌混凝土的操作，并對攪拌核心溫度進行進度，確保混凝土運輸到指定位置之前，可以保持較高的穩定性。除此之外，對于路枕的運輸，需要做好路枕的防碰撞工作，避免結構在碰撞過程中出現破損的情況，從而影響到整體結構的耐久性。

2.4 混凝土澆筑過程控制

在罐車到達作業區之后，現場施工人員需要對其進行澆筑操作。具體操作過程需注意以下幾點內容：（1）控制澆筑高度。導管距離作業區的高度應控制在5 m以內，防止建筑高度過大導致材料離析的情況發生。（2）控制澆筑速度。澆筑過程須保持勻速，遵循從一端到另一端的施工原則，從而有效提升混凝土的澆筑效果。（3）進行二次振搗。二次振搗過程須保持勻速，單次攪拌時間應控制在30 s以內，同時對攪拌溫度進行監督，避免溫度過高材料出現提前凝結的情況。

3 結語

綜上所述，施工原材料質量控制可以從根源上提升混凝土結構的綜合強度，優化混凝土配比可以提升混合后材料的易性和延展性，加強混凝土運輸控制可以避免混凝土提前凝結的情況，混凝土澆筑過程控制可以提高混凝土施工后的應用效果。基于鐵路混凝土耐久性下降的原因，制定相關的優化措施，對提高鐵路工程運行穩定性有著積極的意義。