高速鐵路混凝土常見(jiàn)問(wèn)題及對策論文

　　摘要：混凝土工程質(zhì)量尤為重要，從設計、施工到運營(yíng)管理都必須嚴格控制混凝土施工質(zhì)量，確保質(zhì)量零缺陷。但由于施工現場(chǎng)諸多不可預見(jiàn)因素，導致混凝土在施工過(guò)程中出現許多質(zhì)量問(wèn)題，混凝土施工中出現的質(zhì)量問(wèn)題有共性的，還有由于結構特殊性而存在的個(gè)性問(wèn)題。如何在現場(chǎng)及時(shí)有效地解決這些問(wèn)題，對混凝土工程技術(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，由于鐵路建設標準高、技術(shù)要求高、質(zhì)量目標高，因此，混凝土工程質(zhì)量尤為重要，從設計、施工到運營(yíng)管理都應充分重視，特別施工過(guò)程中必須嚴格控制混凝土施工質(zhì)量，確保質(zhì)量零缺陷。但由于施工現場(chǎng)諸多不可預見(jiàn)因素，導致混凝土在施工過(guò)程中出現許多質(zhì)量問(wèn)題，如何在現場(chǎng)及時(shí)有效地解決這些問(wèn)題，對混凝土工程技術(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，導致膠凝材料與外加劑的適應性變差。

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

　�。�3）粗、細骨料含水率變化大，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，攪拌機拌合葉片上殘余混凝土沒(méi)有及時(shí)清理，導致混凝土攪拌不均勻，減水劑性能沒(méi)有充分發(fā)揮。攪拌設備計量偏差大，沒(méi)有按施工配合比生產(chǎn)混凝土。

　�。�5）混凝土運輸中沒(méi)有轉動(dòng)運輸罐，有二次加水現象。

　　預防及處理措施：

　�。�1）嚴格控制原材料進(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、質(zhì)量波動(dòng)情況。對質(zhì)量波動(dòng)大的除按要求做好品質(zhì)質(zhì)量檢測外，還應每批對減水劑與膠凝材料相互進(jìn)行適應性驗證檢測，對適應性差的不應生產(chǎn)混凝土，最好對減水劑予以調整或退換膠凝材料。

　�。�2）對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，調整粗骨料各級比例，增加膠凝材料用量等方法解決。實(shí)踐證明砂率增加3%，粗骨料比例調整，膠凝材料總量在耐久性要求的允許范圍內增加對混凝土結構實(shí)體強度、耐久性及長(cháng)期性影響較小。

　�。�3）對粗、細骨料均化處理，避免含水率變化過(guò)大。并勤測含水率，及時(shí)調整施工配合比。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、保養攪拌設備，嚴格執行混凝土生產(chǎn)管理程序。

　�。�5）加強混凝土運輸過(guò)程管控，運輸車(chē)中積水應傾倒干凈，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，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、水泥C3A含量高、減水劑（含引氣劑）保坍保氣性能差，粗、細骨料含泥量高。

　�。�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，從而導致混凝土坍落度、含氣量損失大。

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

　　預防及處理措施：

　�。�1）避免使用磨細粉煤灰及高C3A含量水泥，減水劑保坍保氣性能應滿(mǎn)足工程需求，粗、細骨料含泥量應符合標準要求。當膠凝材料、骨料性能難以改變時(shí)，應匹配合適的減水劑。并根據原材料性能、混凝土運距、澆注方式、環(huán)境氣候條件等設計適宜的混凝土配合比，室內配合比設計相關(guān)試驗指標必須符合設計要求。

　�。�2）高溫季節做好膠凝材料儲備，避免使用高溫膠凝材料，對粗、細骨料灑水降溫處理，使用低溫地下水，錯開(kāi)高溫時(shí)段施工。

　�。�3）強化施工組織，混凝土拌合站與澆注現場(chǎng)應加強溝通協(xié)調，杜絕混凝土運輸及等待澆注時(shí)間過(guò)長(cháng)。

　�。�4）未雨綢繆，混凝土在攪拌站拌合生產(chǎn)時(shí)，根據實(shí)際情況（運距、氣溫、澆注時(shí)長(cháng)等）將混凝土坍落度較設計增大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在現場(chǎng)混凝土入泵口（泵送設備攪拌鍋中）采用霧化裝置均勻加入0.1%-0.2%減水劑，嚴禁加水。②將混凝土運回攪拌站，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對二次處理后的混凝土澆注部位，應做好詳細記錄，并增加檢查試件數量，及時(shí)對混凝土實(shí)體質(zhì)量進(jìn)行驗證。

　　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

　　因結構耐久性要求，《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗收標準》TB10424-2010對混凝土含氣量做了明確的規定，見(jiàn)表1。

　　在施工現場(chǎng)混凝土含氣量不符合要求的也屢見(jiàn)不鮮，但大多數人都沒(méi)有引起足夠重視，更談不上如何去應對處理。實(shí)際上含氣量是混凝土拌合物性能中重要指標之一，其對混凝土的澆注、力學(xué)、耐久及長(cháng)期性影響較大，如處理不當會(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，玻璃珠顆粒數量及形態(tài)變化都可導致含氣量的變化。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性差。

　�。�2）粗、細骨料含泥量、粉塵含量高，顆粒級配變化大。

　�。�3）混凝土拌合物坍落度控制不嚴，與設計范圍值偏差過(guò)大。

　　預防及處理措施：

　�。�1）對重要結構如梁體、軌道板等混凝土正式生產(chǎn)前，應采用現場(chǎng)原材料進(jìn)行試拌，實(shí)測混凝土拌合物的含氣量及經(jīng)時(shí)損失，不符合要求的應調整外加劑組分。

　�。�2）隨時(shí)關(guān)注粗、細骨料含泥量、粉塵含量及級配變化情況，對變化幅度大的應及時(shí)調整混凝土配合比，如增減減水劑摻量等。

　�。�3）嚴格按設計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%對施工澆注及工程質(zhì)量影響較小。

　　1.4混凝土粘稠、內聚力大

　　混凝土粘稠、內聚力大在施工現場(chǎng)也較常見(jiàn)，其直觀(guān)癥狀可通過(guò)坍落度試驗表征出來(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后靜止即可量測坍落度及擴展度），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符合要求，但其可泵性較差，容易堵管，不易振搗，對工程質(zhì)量及進(jìn)度影響較大。

　　混凝土粘稠、內聚力大的原因有以下幾點(diǎn)：

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

　�。�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。

　　預防及處理措施：

　�。�1）嚴格控制粗、細骨料含泥量及粉塵含量，盡量不使用磨細粉煤灰，減水劑與膠凝材料應匹配使用。

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

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

　�。�4）調整粗、細骨料的級配比例，降低粒形差顆粒含量。

　　2個(gè)性質(zhì)量問(wèn)題及對策

　　由于結構部位的特殊性，如按常規來(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。下面對隧道初支、二襯拱頂混凝土予以總結。

　　2.1隧道初支混凝土

　　現今隧道初支濕噴工藝已普遍推廣應用，但其回彈量大、早期強度（特別是1天強度）低、功效低一直困擾著(zhù)我們，導致很多單位繼續使用干噴工藝。分析其原因有以下幾方面：

　�。�1）液體速凝劑與減水劑適應性差，混凝土凝結時(shí)間長(cháng)。

　�。�2）混凝土坍落度較大，大部分160mm以上。二次加水現象較多。

　�。�3）配合比設計不當，混凝土細料偏少。

　�。�4）速凝劑用量不準確，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。

　　預防及處理措施：

　�。�1）避免使用緩凝型減水劑，速凝劑應與減水劑相容性良好。

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

　�。�3）設計合理的配合比，混凝土細料（小于5mm顆粒）質(zhì)量不少于材料總量的55%—60%。添加增強增韌復合型摻合料。

　�。�4）確保噴漿設備正常工作，速凝劑計量、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)總結改進(jìn)。

　　2.2隧道二襯拱頂混凝土

　　對已建和在建鐵路隧道二襯無(wú)損檢測質(zhì)量統計發(fā)現，有近30%隧道二襯拱頂出現混凝土不密實(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)混凝土供應不連續，間隔時(shí)間長(cháng)，沒(méi)有一氣呵成。

　�。�4）混凝土泵車(chē)壓力不足，泵送困難。

　　預防及處理措施：

　�。�1）在二襯“沖頂”時(shí)，宜適當調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)供應應連續，避免“沖頂”時(shí)出現斷料現象。

　�。�3）確�；炷�土泵車(chē)等設備正常工作。

　　2.3路基邊坡防護骨架混凝土

　　路基邊坡防護骨架混凝土施工質(zhì)量控制一直是個(gè)薄弱環(huán)節，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上沒(méi)有引起重視，沒(méi)有把邊坡防護當作主體工程來(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)有分層澆注或層厚偏大。

　�。�3）模板安裝質(zhì)量不符合要求，接縫不嚴實(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。

　　預防及處理措施：

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

　�。�2）嚴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，接縫應嚴實(shí)。

　�。�5）處理好基底，不得有虛碴層，保證其密實(shí)。

　　3結語(yǔ)

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

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