高速鐵路混凝土常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策論文

　　摘要：混凝土工程質(zhì)量尤為重要，從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營(yíng)管理都必須嚴(yán)格控制混凝土施工質(zhì)量，確保質(zhì)量零缺陷。但由于施工現(xiàn)場(chǎng)諸多不可預(yù)見(jiàn)因素，導(dǎo)致混凝土在施工過(guò)程中出現(xiàn)許多質(zhì)量問(wèn)題，混凝土施工中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題有共性的，還有由于結(jié)構(gòu)特殊性而存在的個(gè)性問(wèn)題。如何在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)有效地解決這些問(wèn)題，對(duì)混凝土工程技術(shù)人員來(lái)講至關(guān)重要。

　　關(guān)鍵詞：鐵路；混凝土；含氣量；隧道

　　混凝土工程在鐵路工程中占有很大比重，由于鐵路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高、技術(shù)要求高、質(zhì)量目標(biāo)高，因此，混凝土工程質(zhì)量尤為重要，從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營(yíng)管理都應(yīng)充分重視，特別施工過(guò)程中必須嚴(yán)格控制混凝土施工質(zhì)量，確保質(zhì)量零缺陷。但由于施工現(xiàn)場(chǎng)諸多不可預(yù)見(jiàn)因素，導(dǎo)致混凝土在施工過(guò)程中出現(xiàn)許多質(zhì)量問(wèn)題，如何在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)有效地解決這些問(wèn)題，對(duì)混凝土工程技術(shù)人員來(lái)講至關(guān)重要。

　　1共性質(zhì)量問(wèn)題及對(duì)策

　　1.1混凝土離析、泌水

　　鐵路混凝土離析、泌水比較常見(jiàn)，其直接后果是混凝土可泵性差，難以振搗密實(shí)，對(duì)混凝土外觀(guān)及實(shí)體質(zhì)量影響較大。

　　混凝土離析、泌水的原因有以下幾方面：

　�。�1）水泥、粉煤灰、礦粉等膠凝材料及減水劑、防腐劑等外加劑質(zhì)量波動(dòng)較大，導(dǎo)致膠凝材料與外加劑的適應(yīng)性變差。

　�。�2）粗、細(xì)骨料粒形變差，特別是針片狀顆粒增多，細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)增大10%以上，混凝土問(wèn)題更加明顯。

　�。�3）粗、細(xì)骨料含水率變化大，沒(méi)有按要求正確換算施工配合比，混凝土單方用水量偏大。

　�。�4）混凝土凈攪拌時(shí)間不足90s-120s，攪拌機(jī)拌合葉片上殘余混凝土沒(méi)有及時(shí)清理，導(dǎo)致混凝土攪拌不均勻，減水劑性能沒(méi)有充分發(fā)揮。攪拌設(shè)備計(jì)量偏差大，沒(méi)有按施工配合比生產(chǎn)混凝土。

　�。�5）混凝土運(yùn)輸中沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)輸罐，有二次加水現(xiàn)象。

　　預(yù)防及處理措施：

　�。�1）嚴(yán)格控制原材料進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量，不合要求的原材料禁止進(jìn)場(chǎng)使用。重點(diǎn)了解掌握粉煤灰、減水劑等原材料的質(zhì)量特性，含品質(zhì)指標(biāo)、質(zhì)量波動(dòng)情況。對(duì)質(zhì)量波動(dòng)大的除按要求做好品質(zhì)質(zhì)量檢測(cè)外，還應(yīng)每批對(duì)減水劑與膠凝材料相互進(jìn)行適應(yīng)性驗(yàn)證檢測(cè)，對(duì)適應(yīng)性差的不應(yīng)生產(chǎn)混凝土，最好對(duì)減水劑予以調(diào)整或退換膠凝材料。

　�。�2）對(duì)由于骨料原因引起的混凝土離析、泌水的，可通過(guò)增加砂率，調(diào)整粗骨料各級(jí)比例，增加膠凝材料用量等方法解決。實(shí)踐證明砂率增加3%，粗骨料比例調(diào)整，膠凝材料總量在耐久性要求的允許范圍內(nèi)增加對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體強(qiáng)度、耐久性及長(zhǎng)期性影響較小。

　�。�3）對(duì)粗、細(xì)骨料均化處理，避免含水率變化過(guò)大。并勤測(cè)含水率，及時(shí)調(diào)整施工配合比。保持混凝土施工用水量與理論配合比相差不宜超過(guò)5kg/m3。

　�。�4）定期檢查、維護(hù)、保養(yǎng)攪拌設(shè)備，嚴(yán)格執(zhí)行混凝土生產(chǎn)管理程序。

　�。�5）加強(qiáng)混凝土運(yùn)輸過(guò)程管控，運(yùn)輸車(chē)中積水應(yīng)傾倒干凈，不得二次加水。

　　1.2混凝土坍落度、含氣量損失大

　　混凝土坍落度、含氣量損失大也是非常棘手的問(wèn)題，如果處理不當(dāng)，混凝土將無(wú)法正常澆注施工，硬化混凝土質(zhì)量也無(wú)法保證�；炷�土坍落度、含氣量損失大的原因如下：

　�。�1）原材料中粉煤灰吸附性強(qiáng)、水泥C3A含量高、減水劑（含引氣劑）保坍保氣性能差，粗、細(xì)骨料含泥量高。

　�。�2）膠凝材料、骨料溫度高，環(huán)境溫度高，使混凝土中水分蒸發(fā)加大加快，從而導(dǎo)致混凝土坍落度、含氣量損失大。

　�。�3）施工組織不當(dāng)，混凝土運(yùn)輸及澆注等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也是導(dǎo)致混凝土坍落度、含氣量損失大的重要原因之一。

　　預(yù)防及處理措施：

　　（1）避免使用磨細(xì)粉煤灰及高C3A含量水泥，減水劑保坍保氣性能應(yīng)滿(mǎn)足工程需求，粗、細(xì)骨料含泥量應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。當(dāng)膠凝材料、骨料性能難以改變時(shí)，應(yīng)匹配合適的減水劑。并根據(jù)原材料性能、混凝土運(yùn)距、澆注方式、環(huán)境氣候條件等設(shè)計(jì)適宜的混凝土配合比，室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)相關(guān)試驗(yàn)指標(biāo)必須符合設(shè)計(jì)要求。

　　（2）高溫季節(jié)做好膠凝材料儲(chǔ)備，避免使用高溫膠凝材料，對(duì)粗、細(xì)骨料灑水降溫處理，使用低溫地下水，錯(cuò)開(kāi)高溫時(shí)段施工。

　�。�3）強(qiáng)化施工組織，混凝土拌合站與澆注現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)加強(qiáng)溝通協(xié)調(diào)，杜絕混凝土運(yùn)輸及等待澆注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

　　（4）未雨綢繆，混凝土在攪拌站拌合生產(chǎn)時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況（運(yùn)距、氣溫、澆注時(shí)長(zhǎng)等）將混凝土坍落度較設(shè)計(jì)增大5%-10%，可通過(guò)增加減水劑摻量解決。

　　（5）一旦混凝土出現(xiàn)坍落度、含氣量損失過(guò)大，無(wú)法滿(mǎn)足澆注施工，而廢棄處理成本損失又較大時(shí)，可采取如下處理措施：①在現(xiàn)場(chǎng)混凝土入泵口（泵送設(shè)備攪拌鍋中）采用霧化裝置均勻加入0.1%-0.2%減水劑，嚴(yán)禁加水。②將混凝土運(yùn)回?cái)嚢枵荆�按照理論配合比相同的摻合料摻量、水膠比二次加入混凝土車(chē)中剩余混凝土漿體總量3%-5%的漿體，加入漿體的同時(shí)應(yīng)高速攪拌罐車(chē)直至混凝土均勻。如還不能滿(mǎn)足要求，再加入0.1%-0.2%減水劑。③對(duì)二次處理后的混凝土澆注部位，應(yīng)做好詳細(xì)記錄，并增加檢查試件數(shù)量，及時(shí)對(duì)混凝土實(shí)體質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)證。

　　實(shí)踐證明，混凝土二次處理中，增加5%的膠凝材料漿體和0.2%的減水劑摻量對(duì)混凝土實(shí)體質(zhì)量影響較小。

　　1.3混凝土含氣量不符合要求

　　因結(jié)構(gòu)耐久性要求，《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》TB10424-2010對(duì)混凝土含氣量做了明確的規(guī)定，見(jiàn)表1。

　　在施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土含氣量不符合要求的也屢見(jiàn)不鮮，但大多數(shù)人都沒(méi)有引起足夠重視，更談不上如何去應(yīng)對(duì)處理。實(shí)際上含氣量是混凝土拌合物性能中重要指標(biāo)之一，其對(duì)混凝土的澆注、力學(xué)、耐久及長(zhǎng)期性影響較大，如處理不當(dāng)會(huì)留下質(zhì)量隱患。

　　混凝土含氣量不符合要求的原因分析如下：

　�。�1）粉煤灰質(zhì)量波動(dòng)大，玻璃珠顆粒數(shù)量及形態(tài)變化都可導(dǎo)致含氣量的變化。水泥質(zhì)量波動(dòng)大，引氣劑質(zhì)量差，減水劑與膠凝材料適應(yīng)性差。

　　（2）粗、細(xì)骨料含泥量、粉塵含量高，顆粒級(jí)配變化大。

　　（3）混凝土拌合物坍落度控制不嚴(yán)，與設(shè)計(jì)范圍值偏差過(guò)大。

　　預(yù)防及處理措施：

　　（1）對(duì)重要結(jié)構(gòu)如梁體、軌道板等混凝土正式生產(chǎn)前，應(yīng)采用現(xiàn)場(chǎng)原材料進(jìn)行試拌，實(shí)測(cè)混凝土拌合物的含氣量及經(jīng)時(shí)損失，不符合要求的應(yīng)調(diào)整外加劑組分。

　　（2）隨時(shí)關(guān)注粗、細(xì)骨料含泥量、粉塵含量及級(jí)配變化情況，對(duì)變化幅度大的應(yīng)及時(shí)調(diào)整混凝土配合比，如增減減水劑摻量等。

　�。�3）嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求控制混凝土坍落度。

　�。�4）實(shí)踐證明，實(shí)際施工中混凝土含氣量低于最低限值1%，梁體、軌道板混凝土含氣量在1.5%-5.0%對(duì)施工澆注及工程質(zhì)量影響較小。

　　1.4混凝土粘稠、內(nèi)聚力大

　　混凝土粘稠、內(nèi)聚力大在施工現(xiàn)場(chǎng)也較常見(jiàn)，其直觀(guān)癥狀可通過(guò)坍落度試驗(yàn)表征出來(lái)，即混凝土鏟裝困難，坍落度桶提起后混凝土流動(dòng)緩慢，20s-30s才能靜止（正常狀態(tài)混凝土5s-10s后靜止即可量測(cè)坍落度及擴(kuò)展度），并且混凝土可塑性差，呈粘底狀。此類(lèi)混凝土雖然拌合物性能指標(biāo)符合要求，但其可泵性較差，容易堵管，不易振搗，對(duì)工程質(zhì)量及進(jìn)度影響較大。

　　混凝土粘稠、內(nèi)聚力大的原因有以下幾點(diǎn)：

　�。�1）粗、細(xì)骨料含泥量、粉塵含量大，使用磨細(xì)粉煤灰，減水劑與膠凝材料適應(yīng)性差。

　�。�2）膠凝材料用量大，砂率大，水膠比低。

　�。�3）混凝土含氣量低，坍落度低。

　　預(yù)防及處理措施：

　�。�1）嚴(yán)格控制粗、細(xì)骨料含泥量及粉塵含量，盡量不使用磨細(xì)粉煤灰，減水劑與膠凝材料應(yīng)匹配使用。

　�。�2）在滿(mǎn)足混凝土性能的基礎(chǔ)上，盡量降低膠凝材料用量和水泥用量�；炷�土砂率應(yīng)合理，避免盲目選用低水膠比。

　　（3）在允許范圍內(nèi)通過(guò)調(diào)整減水劑來(lái)增加混凝土含氣量及坍落度，以減輕混凝土粘稠、內(nèi)聚力大的癥狀。

　�。�4）調(diào)整粗、細(xì)骨料的級(jí)配比例，降低粒形差顆粒含量。

　　2個(gè)性質(zhì)量問(wèn)題及對(duì)策

　　由于結(jié)構(gòu)部位的特殊性，如按常規(guī)來(lái)控制生產(chǎn)混凝土，其工程實(shí)體質(zhì)量不一定滿(mǎn)足要求。下面對(duì)隧道初支、二襯拱頂混凝土予以總結(jié)。

　　2.1隧道初支混凝土

　　現(xiàn)今隧道初支濕噴工藝已普遍推廣應(yīng)用，但其回彈量大、早期強(qiáng)度（特別是1天強(qiáng)度）低、功效低一直困擾著我們，導(dǎo)致很多單位繼續(xù)使用干噴工藝。分析其原因有以下幾方面：

　�。�1）液體速凝劑與減水劑適應(yīng)性差，混凝土凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)。

　　（2）混凝土坍落度較大，大部分160mm以上。二次加水現(xiàn)象較多。

　�。�3）配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)，混凝土細(xì)料偏少。

　�。�4）速凝劑用量不準(zhǔn)確，風(fēng)管風(fēng)壓不合適等。

　　（5）操作工人技術(shù)水平不高，噴射角度、距離、順序把握不當(dāng)。

　　預(yù)防及處理措施：

　�。�1）避免使用緩凝型減水劑，速凝劑應(yīng)與減水劑相容性良好。

　�。�2）嚴(yán)格控制混凝土坍落度不宜超過(guò)160mm，不得現(xiàn)場(chǎng)二次加水。

　�。�3）設(shè)計(jì)合理的配合比，混凝土細(xì)料（小于5mm顆粒）質(zhì)量不少于材料總量的55%—60%。添加增強(qiáng)增韌復(fù)合型摻合料。

　�。�4）確保噴漿設(shè)備正常工作，速凝劑計(jì)量、風(fēng)管風(fēng)壓等滿(mǎn)足要求。

　�。�5）使用熟練操作工人并及時(shí)總結(jié)改進(jìn)。

　　2.2隧道二襯拱頂混凝土

　　對(duì)已建和在建鐵路隧道二襯無(wú)損檢測(cè)質(zhì)量統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，有近30%隧道二襯拱頂出現(xiàn)混凝土不密實(shí)、脫空等質(zhì)量缺陷，給隧道缺陷整治和交驗(yàn)帶來(lái)了不少麻煩。究其原因，有施工工藝方面，也有混凝土質(zhì)量方面的。對(duì)于混凝土質(zhì)量方面的有以下幾點(diǎn)：

　�。�1）在拱頂混凝土灌注過(guò)程中，盲目加大混凝土坍落度，導(dǎo)致混凝土勻質(zhì)性變差，漿體流失，混凝土收縮變形大。

　�。�2）坍落度偏小，無(wú)法滿(mǎn)足“沖頂”及混凝土自密實(shí)的需求。

　　（3）“沖頂”時(shí)混凝土供應(yīng)不連續(xù)，間隔時(shí)間長(zhǎng)，沒(méi)有一氣呵成。

　　（4）混凝土泵車(chē)壓力不足，泵送困難。

　　預(yù)防及處理措施：

　�。�1）在二襯“沖頂”時(shí)，宜適當(dāng)調(diào)整混凝土施工配合比，增加1%-2%砂率，必要時(shí)增加3%-5%的膠凝材料，增加坍落度10mm-20mm，使混凝土勻質(zhì)性及自密實(shí)性能良好。

　　（2）攪拌站混凝土生產(chǎn)供應(yīng)應(yīng)連續(xù)，避免“沖頂”時(shí)出現(xiàn)斷料現(xiàn)象。

　　（3）確�；炷�土泵車(chē)等設(shè)備正常工作。

　　2.3路基邊坡防護(hù)骨架混凝土

　　路基邊坡防護(hù)骨架混凝土施工質(zhì)量控制一直是個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，有不少混凝土存在裂紋、蜂窩麻面、不密實(shí)甚至空洞等質(zhì)量缺陷。原因有兩方面，一是管理及施工人員思想意識(shí)上沒(méi)有引起重視，沒(méi)有把邊坡防護(hù)當(dāng)作主體工程來(lái)施工。二是施工工藝存在一些問(wèn)題。關(guān)于施工工藝方面的有以下問(wèn)題：

　　（1）混凝土坍落度偏大，導(dǎo)致混凝土在振動(dòng)力的作用下易溜坍，不易定型。

　�。�2）沒(méi)有分層澆注或?qū)雍衿�大�?/p>

　　（3）模板安裝質(zhì)量不符合要求，接縫不嚴(yán)實(shí)。

　�。�4）基底處理不到位，混凝土由于基底不密實(shí)而產(chǎn)生沉降裂紋。

　　預(yù)防及處理措施：

　　（1）提高管理及施工人員的質(zhì)量意識(shí)，要形成鐵路工程沒(méi)有主體與附屬之分的理念。

　�。�2）嚴(yán)格控制混凝土拌合物質(zhì)量，坍落度不宜大于140mm，初凝時(shí)間不宜大于4h。

　�。�3）混凝土層厚不宜大于15cm，由下至上分層循環(huán)澆注。

　�。�4）確保模板安裝質(zhì)量滿(mǎn)足要求，接縫應(yīng)嚴(yán)實(shí)。

　�。�5）處理好基底，不得有虛碴層，保證其密實(shí)。

　　3結(jié)語(yǔ)

　　混凝土質(zhì)量問(wèn)題特別是拌合物性能問(wèn)題，一直是施工現(xiàn)場(chǎng)需要面對(duì)和及時(shí)解決的。而影響混凝土拌合物性能的因素很多，也很復(fù)雜，有原材料、配合比方面的，也有施工工藝控制和試驗(yàn)檢測(cè)及施工技術(shù)管理方面的，廣大工程技術(shù)人員應(yīng)不斷學(xué)習(xí)總結(jié)，努力提高現(xiàn)場(chǎng)解決問(wèn)題和保證工程質(zhì)量的能力。

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