陈森

（中铁十一局集团第一工程有限公司中心试验室，湖北 襄阳 441104）

1 引言

从CRTSⅠ型板式的CA 砂浆到CRTSⅢ型板式的自密实混凝土已经有了10a 历史，自密实混凝土在高铁的道岔上应用，到主线上CRTSⅢ型板上应用，我国CRTSⅢ型板式无砟轨道最早的雏形是成灌线，成灌线是CRTSⅢ型板式无砟轨道结构的试验段，其结构形式与定型的CRTSⅢ型无砟轨道结构有较大差别。真正意义上的CRTSⅢ型板式无砟轨道结构是从武汉城际铁路开始，盘营客专是第一条通车设计速度350km/h的线路。

2 自密实混凝土理论配合比的特点

1）原材料种类多，有 7～9 种。

2）高用量胶凝材料，包括水泥、粉煤灰、矿粉、膨胀剂、黏度改性剂。

3）低水胶比。

4）粗骨料用量比较少，颗粒粒径不宜大于16mm。

5）配合比外加剂种类多，如膨胀剂（防止收缩）、黏度改性剂（防止自密实混凝土离析）、减水剂（减少用水量）、引气剂（提高混凝土抗冻性）等。

3 自密实混凝土施工配合比的调整

3.1 自密实混凝土施工配合比调整原则

1）原材料保持同一厂家，原材料的化学指标波动小。

2）水胶比不变。

3）调整各组分材料掺量，调整砂、碎石的级配和减水剂的掺量，达到自密实混凝土工作性。

3.2 自密实混凝土施工配合比调整需要注意的敏感问题

3.2.1 原材料的敏感性

1）用水量的敏感性。（1）测准砂石含水量。（2）砂、碎石的含泥量、泥块含量、碎石的石粉含量检测数据实行动态管理。（3）水泥单位标准稠度用水量、粉煤灰需水量比、矿粉需水量检测数据也实行动态管理。例如，水泥标准稠度用水量在选配时为142g，在施工时标准稠度用水量为132g，每方混凝土要少加6kg 水。（4）粉煤灰的烧失量也要满足要求。烧失量就是反映粉煤灰里含碳量，对水的吸附及外加剂的吸附很强。（5）外加剂的减水率指标稳定。

2）原材料均质性的敏感性。（1）粉煤灰颗粒形状、玻璃珠体多（在200 倍显微镜下看）没有定量。（2）用质地均匀河砂，不宜使用山砂、机制砂。（3）碎石：宜用5～16mm 的质地均匀，针片状含量小的反击破碎石。

3）减水剂的敏感性。理解水泥与减水剂的相容性，聚羧酸减水剂有一特性，减水剂在自密实混凝土达到一定量掺量时，增加掺量减水效果不是很明显。

4）混凝土含气量的敏感性。自密实混凝土含气量分南方和北方地区来考虑，南方自密实混凝土含气量在2%～4%，最好在3.5%左右。北方含气量在4%～7%，自密实混凝土含气量在取下限4%～5%。存在含气量小，容易使自密实混凝土发黏，流动性不好，石子外露，灌板时间长等缺点。含气量大，自密实混凝土容重小，影响自密实混凝土硬化后的强度，容易出现发泡层，自密实混凝土流动性不好。例如，塑料球与钢球原理，水泥颗粒在6～65μm，自密实混凝土气泡直径在20～200μm，就相当于无数钢球在塑料球流动，塑料球越少，流动性越好，塑料球越多，流动越慢的原理。

3.2.2 环境温度的敏感性

1）施工气候的敏感性。自密实混凝土施工，北方最好的月份在每年 5～10 月份，南方最好 2～6 月和 8～11 月份。气温最好在8～30℃范围内施工。

2）天气温度的敏感性。室内选配合比是常温的，注意1d温差及湿度的变化，对自密实混凝土有一定影响。

3.2.3 施工工艺的敏感性

1）泵车、龙门吊行走距离、吊装漏斗锥体坡度的敏感性。自密实混凝土灌注有4 种：（1）泵车加灌料漏斗的组合（桥、路基上施工）；（2）吊车加灌料漏斗组合（桥、路基上施工）；（3）龙门吊加灌料漏斗组合或叉车加灌料漏斗的组合（主要在隧道里施工）；（4）平板车上加罐车罐子带自动搅拌在两线中间行走的灌注方式，可以汽车大轮或是轨道车轮；吊装漏斗上不安装过滤网等一些辅助设施。

2）运输距离的敏感性。根据自密实混凝土运输距离，调整自密实混凝土出机时自密实混凝土扩展度。

3）恒压灌注的敏感性。因为自密实混凝土流动性非常好，就好比是密度为2 300kg/m3的液体，在灌注过程中要保持灌料小漏斗的自密实混凝土面在同一高度（灌料斗的高度一般在 1.5～2m）。

4）工人操作的敏感性。现场工人在灌注前，未对轨道板板腔润湿；凹槽的水未清除，造成自密实混凝土表面有发泡层；在灌注时没有对小料斗进行搅拌。

3.2.4 时间的敏感性

1）搅拌时间的敏感性。自密实混凝土胶凝材料用量多，粗骨料粒径小，搅拌时容易产生“灰包”现象；搅拌时间长，容易使混凝土的含气量增加，引起混凝土“发泡”现象。

2）扩展度损失的敏感性。主要确定自密实混凝土在运输需要运输几块板的混凝土的量，要找出扩展度损失最快的时间点；例如，自密实混凝土在2.5h 后损失最快，也就是说在自密实混凝土搅拌好后，运输1h，每灌1 块板时间为0.5h，每罐车最多只能运输3 块板自密实混凝土【1】。

3）灌注时间的敏感性。每块板灌板时间在7～9min（标准板），说明自密实混凝土拌和物性能良好；灌板时间快或超过9min，说明自密实混凝土拌和物性能一定有问题，必须找明原因，再进行试拌。

4 调整后自密实混凝土各项技术指标满足要求及计算

在调整自密实混凝土施工配合比时，配合比各种技术要求要满足规范的技术要求。以下是具体的技术要求：

1）胶凝材料用量不宜大于580kg/m3。

2）用水量不宜大于180kg/m3。

3）自密实混凝土单位体积浆体的量不宜大于0.4m3。

4）单位体积粗骨料绝对体积宜为0.26～0.32m3。

5）自密实混凝土氯离子总含量应不大于胶凝材料总量的0.1%。

6）自密实混凝土的碱含量应不大于3kg/m3。

7）自密实混凝土的三氧化硫含量不应超过胶凝材料总量的4%。

5 自密实混凝土施工时常见问题及处理方法

5.1 自密实混凝土拌和物出现问题

1）扩展度损失比较快。由原材料、温湿度、施工工艺、施工工人配合等一些因素引起，处理方法可以通过二次加减水剂，适量加水等方法，二次加减水剂和适量的水要通过试验验证，在二次加减水剂或适量的水后一定要满足自密实混凝土的质量。

2）扩展度超标，有气泡及泌水、泌浆的情况（见图1、图2）。扩展度超标，自密实混凝土没有气泡和泌水泌浆现象，减少单位用水量；扩展度超标，有泌水泌浆，减少单位用水量及减水剂掺量。扩展度没有超标，有泌浆情况，降低减水剂掺量。

图1 泌浆

图2 气泡、扩展度超标

3）温度、湿度对自密实混凝土拌和物性能影响。温湿度对自密实混凝土的影响，根据温度时间段，判断自密实混凝土在拌和站出站扩展度，例如，5～15℃，出机 680mm 左右；15～30℃出机在700mm 左右；30℃以上不施工或出机扩展度大一点。

4）自密实混凝土含气量超标或过大。自密实混凝土含气量超标，容重减轻，在一定程度上影响自密实混凝土强度及其他因素。影响自密实混凝土流动度，T50（自密实混凝土拌和物坍落度扩展直径达到500mm 所需的时间）过大，在施工过程中灌板比较慢。调整减水剂含气成分，减水剂加适量的消泡剂。

5）自密实混凝土黏或不黏。自密实混凝土黏与不黏的主要判断指标为T50和含气量；当自密实混凝土发黏时有2 种状态：一是当T50超过5s，含气量小于3%时，需要提高自密实混凝土含气量，降低减水剂掺量，提高单位用水量5～8kg；二是T50超过5s，含气量大于6%时，需要降低自密实混凝土含气量，降低减水剂掺量，单位用水量在5kg 内变动。当自密实混凝土不黏时，T50小于3s 时，要提高减水剂掺量，降低单位用水量 5～10kg。

5.2 硬化后的自密实混凝土出现的问题

1）浮板（见图3）。主要原因是：（1）轨道板的压紧装置没有压紧；（2）自密实混凝土扩展度小于标准值；（3）自密实混凝土黏稠，导致自密实混凝土对板的压力增大；（4）填充层的空腔没有湿润，导致摩擦力增大，压力增大，导致浮板。对于浮板的轨道板，必须要揭板，重新灌注，揭板要在灌注后1～3h 必须完成。

图3 浮板

2）浮浆泡沫层，离缝，影响自密实混凝土质量，必须揭板（见图4、图5）。主要原因是：（1）自密实混凝土收缩，单位用水量高，胶凝材料多，自密实混凝土扩展度过大；（2）自密实混凝土离析、泌水泌浆、气泡比较多，导致发泡层或顶面自密实混凝土强度薄弱；（3）自密实混凝土黏度不足，减水剂中消泡剂过多；（4）板底凹槽有积水，模板漏浆。浮浆泡沫层，离缝的轨道板，最好是揭板，防止后续质量的后遗症出现。

图4 发泡层

图5 离缝

3）填充不饱满（见图6）。主要原因是：（1）自密实混凝土扩展度太小，致使流不到填充层各个位置；（2）填充层温度太高，导致自密实混凝土在流动时混凝土表面有假凝现象，致使混凝土流不到位置；（3）填充层的混凝土垫块、钢筋网片及土工布阻止混凝土填充各个位置，根据情况可以制定一些方案，如压浆、揭板重新灌注；（4）跑模、漏浆造成灌注不饱满，少量填充不饱满最好不要修补，修补后产生的危险比这一点质量缺陷要大，填充不饱满在板1/5 时，采用压浆，板边灌注，大于1/5时，最好是揭板，重新灌注。

图6 填充不饱满

4）表面出现“龟裂”。主要原因是：通过现场调查，自密实混凝土表面有裂纹的，都是在0℃及以下温度灌注的，温度裂纹，或混凝土受冻产生，当温度在4℃以下最好不要灌注。关于“龟裂”的处理，因为“龟裂”是表层的裂缝，对自密实混凝土质量影响不大，在灌注板时，最好是避开低温（4℃以下）或高温（30℃以上）灌注。

5）自密实混凝土外观缺陷。错台、表面有气泡、在土工布面有烂根现象等外观质量缺陷。加强模板控制，不要有修补痕迹。自密实混凝土内在质量还是满足要求的。

6 结语

本文介绍了CRTSⅢ板式无砟轨道自密实混凝土施工配合比的调整，针对原材料质量满足要求的情况下，原材料的质量波动比较大情况，调整施工配合比，并且满足自密实混凝土各项指标，使自密实混凝土在CRTSⅢ型板式无砟轨道有很好的应用。还提出了自密实混凝土拌合物及硬化后的自密实混凝土出现问题时的原因分析及调整方向，使CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土质量可控。