印尼鐵路新型鋼筋混凝土軌道板側面氣泡控制技術

陳 星 羽， 張 光 榮， 程 鵬 軍

(中國水利水電第七工程局有限公司國際公司，四川 成都 611730)

1 概 述

雅加達-萬隆高速鐵路項目是中國高鐵全方位整體走出去的第一單，該鐵路線所采用的軌道板為具有中國完全知識產權的CRTS Ⅲ型普通鋼筋混凝土軌道板，是我國在原有CRTS Ⅲ型先張法預應力軌道板施工技術基礎上的創新與優化，該軌道板采用定型鋼模預制施工。在其生產過程中發現軌道板側面容易出現氣泡且該氣泡的產生影響到軌道板的外觀質量。為解決軌道板側面氣泡出現問題，對容易導致氣泡產生的各方面因素進行了研究分析并制定了相應的解決措施，解決了軌道板側面氣泡出現的問題。

2 側面氣泡產生原因分析

通過施工過程的經驗總結、結合相關技術資料，經追溯軌道板側面氣泡產生的原因發現其主要分為以下兩類:混凝土原材料及拌合物性能與施工工藝。

2.1 混凝土原材料及拌合物性能

(1)骨料。骨料顆粒的大小和級配若配置不合理將會導致氣泡的產生。骨料在混凝土中占據較大的比例會導致粉料無法將其空隙充滿，且混凝土因不密實原因產生空隙使氣泡產生。骨料中的針片狀含量過高也是孔隙率上升形成氣泡的原因之一。

(2)砂率。為保證混凝土的流動性采取的提高砂率的措施會因其過高的砂率導致混凝土塑性黏度增大，導致其流動性降低后影響氣泡的排出。

(3)水膠比。水膠比過小、水泥量大將導致混凝土塌落度小，較黏稠的質地會導致氣泡排出困難。坍落度過大、水分含量多，其多余的水分在使混凝土獲得和易性的同時、蒸發后亦會在混凝土中形成空隙即氣泡。

2.2 施工工藝

軌道板的預制采用工廠化生產。根據軌道板的結構與形式特點采用定型固定式鋼模具進行預制生產，在其預制過程中，各個工序的具體操作可能會導致側面氣泡的形成，具體如下：

(1)模具的清理。模具的清理和脫模劑的使用對軌道板整體外觀質量起著重要的作用。模板清理不干凈會導致殘留的混凝土黏在模板表面致使氣泡出現。脫模劑涂刷不均勻會導致在脫模過程中出現側面黏模的情況，同樣會導致氣泡的產生。

(2)混凝土運輸。混凝土運送道路較遠或在運輸過程中較長的停留會使混凝土坍落度損失很快，混凝土到現場時已很黏，澆筑后的混凝土影響氣泡的排出。

(3)混凝土布料。一次澆筑厚度過大致使振搗效果不好，氣泡更難排出；不均勻的布料方式也會導致氣泡的形成。

(4)混凝土振搗。混凝土振搗時間不足(此類混凝土的振搗時間應比普通混凝土長)，未按操作規程進行。

3 針對軌道板側面氣泡采取的控制措施

軌道板側面氣泡的產生將影響到混凝土的外觀質量。為有效預防和控制軌道板側面氣泡的產生，可以從以下幾個方面采取有效的措施，使其達到規范要求以保證軌道板預制施工的質量。

3.1 原材料控制

(1)施工配合比要求。首先，對骨料的大小和針片狀顆粒含量需要實施嚴格的把控，選擇合理的級配，使粗細粒料比率適中以減少骨料之間的間隙。對于細集料，選擇合理的細度模數和砂率可以避免出現細砂過多、浮漿、砂率過大、塑性黏度增大等現象。

混凝土配合比應通過試驗確定，混凝土膠凝材料的用量不應大于480 kg/m3，水膠比不應大于0.35[1]。

混凝土拌和料的坍落度不應大于120 mm,含氣量應為2%～4%。待混凝土配合比各項試驗結果滿足要求后，需要在混凝土拌和站進行生產性工藝試驗，待其滿足工藝試驗要求后方可確定其最終的配合比。

施工過程中，必須嚴格按照規定的頻次對原材料和混凝土性能進行檢驗，只有嚴格控制施工配合比，方能有效確保混凝土的性能穩定。澆筑時，嚴禁私自向混凝土內加水。

(2)調整配合比。通過多次工藝性試驗不斷對施工配合比進行優化，該板場調整之前的配合比為:水∶水泥∶ 礦粉∶ 砂∶小石(粒徑為 5 ～ 10 mm)∶ 中石 (粒徑為10 ～ 20 mm)∶外加劑之比為143∶429∶48∶677∶345.9∶807.1∶6.2；調整后的配合比為：水∶水泥∶ 礦粉∶ 砂∶小石(粒徑為 5 ～ 10 mm)∶ 中石 (粒徑為10 ～ 20 mm)∶ 外加劑之比為∶141∶403∶45∶644∶239∶958∶5.6。新配合比調高了水膠比、調整了骨料級配，有利于更好地控制混凝土的性能，從而幫助側面氣泡的減少[2]。

(3)加強對原材料質量的控制。粗細骨料、水泥、礦粉、外加劑等原材料質量的好壞直接影響到工程質量。為了確保軌道板的施工質量，水泥、礦粉、外加劑和各類鋼材進場前必須對其出廠質量證明書進行核對，確認出廠合格后方可驗收入倉。必須保證進場粗骨料中的泥土、粉塵及泥塊含量不超標。細骨料必須采用天然河砂，其含泥量絕對不能超標。砂、石料必須分倉儲存，砂、石料倉必須加蓋防雨、防曬棚。每一批原材料進場后，材料管理人員應及時通知試驗室,由試驗室按規定進行取樣檢驗，未經檢驗的原材料不得投入使用。材料檢驗合格后應提供簽認試驗報告；若原材料檢驗不合格則須馬上通知物資科，將不合格的原材料清理出場。

3.2 施工工藝

(1)模具清理及脫模劑噴涂。軌道板脫模后需及時進行模具清理。將模板端側模完全滑移打開后用平刮刀等不帶尖銳棱角的工具清除端側模上殘留的混凝土痕跡，清理底模模板表面、邊角等殘余的混凝土痕跡，然后用軟質鋼絲球將殘留在模板表面的混凝土痕跡擦拭干凈，最后用抹布或毛巾將模板表面擦干凈。脫模劑應選用專用脫模劑，嚴禁使用廢機油、植物油等作為脫模劑，噴涂時須均勻。

(2)混凝土運輸。采用有軌電動平車在拌和站和預制車間之間來回運輸混凝土，必須確保每個模具內混凝土供應的連續性，直至混凝土灌注完成，嚴禁其停留時間過長。運輸過程中一定要保持其平穩性。混凝土使用料斗運到灌注地點時應不分層、不離析并具有設計要求的坍落度、含氣量、溫度等工作性能，同時現場嚴禁向混凝土內加水。

(3)混凝土布料。混凝土澆筑時須快運快灌，禁止混凝土停留時間過長。混凝土坍落度小于60 mm時不得入模。

混凝土澆筑時采取三次布料。第一次從一端至另一端、均勻注入約12 cm厚的混凝土；第二次返回布料時，均勻注入約6 cm厚的混凝土；第三次折返布料時，均勻注入約2 cm厚的混凝土。第三次布料經振搗后如發現混凝土面低于模具側模時進行補料，采用人工收面找平。每塊板的澆筑時間一般控制在10 min以內，特殊情況下不超過25 min，必須保證澆筑作業在混凝土坍落度降至60 mm前完成。

(4)混凝土振搗。軌道板采取軌附著式高頻振搗器帶模振搗和插入式混凝土振搗棒輔助的方法進行振搗。

必須保證合理的混凝土振搗時間，過振會導致氣泡的增加，振搗時間不足會導致氣泡無法排出，因此，需要通過工藝性試驗確定混凝土布料的振搗時間。通過多次工藝性試驗，預制施工時在第一次布料和第二次布料后啟動模具下附著式振搗器對混凝土進行振搗，振動30 s(頻率為90 Hz)+50 s(頻率為110 Hz)+50 s(頻率為90 Hz)，振搗至其密實為止。密實以混凝土表面泛漿、無氣泡或少量氣泡冒出為準。在第三次布料后再次進行振搗。

在軌道板四周根據現場的實際情況可使用插入式振搗棒插入振搗、引出氣泡。

4 結 語

基于CRTSⅢ型普通鋼筋混凝土軌道板預制施工經驗，對CRTSⅢ型普通鋼筋混凝土軌道板側面氣泡的成因進行了分析與研究，針對其不同成因總結出一套側面氣泡的控制措施。雅萬高鐵軌道板場現場施工通過采取以上技術手段，使軌道板側面氣泡得到了有效的改善和防治，目前預制出的所有軌道板均滿足外觀質量要求。