浅议干旱风沙地区无砟轨道混凝土裂纹控制措施

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1、浅议干旱风沙地区无砟轨道混凝土裂纹控制措施　　摘要：通过在干旱风沙地区无砟轨道混凝土施工实践，简单分析混凝土产生裂纹的原因，找出主要影响因素，介绍过程中采取的各项控制裂纹的技术和施工措施。关键词：干旱风沙地区无砟轨道裂纹控制中图分类号：TU37文献标识码：A1工程概况LXS-11标段位于张掖以西，起讫里程DK546+241.1～DK605+800，正线长59.513km，位于张掖市高台县境内，地处西北戈壁地区，具有气候干燥、风沙大、日晒严重、昼夜温差大的特点，相应给无砟轨道混凝土施工增加了新的难点。2设计标准无砟轨道设计为CRTSⅠ型双块式，道床板

2、采用C40混凝土，分单元现场浇筑，单元道床板的长度一般为19.47m设计，板间设置30mm伸缩缝。无砟轨道主体结构的设计使用年限不小于60年，使用环境为碳化环境T2。3试验段混凝土裂纹情况及原因分析7项目部在DK577+100线右完成了58.5m长道床板试验段，施工后按照土工布覆盖洒水的方法进行养护，在养护后发现，道床板混凝土表面开裂情况较为普遍，裂纹的主要形式有横跨道床板整个宽度的横向裂纹、轨枕四周离缝，轨枕四角出现的八字形裂纹，且水平对应的两个轨枕的相对着的角上的八字裂纹容易相接，形成横跨整个道床板的贯穿裂纹。经分析，产生上述裂纹主要影响因素有

3、以下几个方面：（1）结构设计：在CRTSI型无砟轨道中，道床板与双块式轨枕的周边属于新旧混凝土结合部位，轨枕表面无附加处理措施，造成新旧混凝土粘结较差，易产生离缝；同时，道床板现浇混凝土在轨枕折角处因不同方向的收缩，产生应力集中，进而引发裂纹。（2）温度应力：混凝土浇筑后，水泥水化产生的大量水化热容易形成较大的内外温差，内部混凝土热涨，在混凝土表面产生一定的拉应力，当拉应力超过硬化过程中混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂纹。（3）塑性收缩：塑性收缩是造成混凝土产生早期裂纹的主要原因。道床板具有厚度小结构长的特点，施工时处于塑性阶段的混凝土

4、在较长时间内暴露在空气中，表层混凝土失水较快，容易造成表层混凝土稠硬收缩，当其强度不足以抵抗收缩受限所引起的拉应力时，就会开裂。（4）干燥收缩：干燥收缩是指在养护停止后，混凝土在不饱和空气中失去内部毛细孔水、凝胶水和吸附水而发生的长度或体积的减少，是一种不可逆收缩。7因此在干旱风沙地区无砟轨道混凝土施工需增加其他的措施进行控制。4裂纹控制的方法预防道床板混凝土裂纹的产生，需从结构、材料、施工三个方面入手。结构方面：（设计已考虑），本文主要从材料和施工方面开展论述，具体内容如下：4.1材料方面控制裂纹（1）低收缩混凝土制备技术，优化道床板混凝土配合比

5、基本参数，以制备出低收缩道床板混凝土。胶凝材料用量和掺和料种类对混凝土干燥收缩的影响较大，砂率的影响次之，含气量的影响最小。因此，制备低收缩道床板混凝土遵循以下原则：①胶凝材料用量不宜大于400kg/m3；②掺和料宜选用优质粉煤灰，掺量宜为30%；③砂率不宜大于40%；④混凝土的含气量宜控制在4%～6%。根据试验结果指导配合比如下表：混凝土配合比表/（kg/m3）编号水泥粉煤灰内养材料砂石石水减水剂5-1010-20C126611406983427971403.04C1226684306943407931503.047然而，标段处于大风干旱地区，标

6、段年平均相对湿度低于10%，大风干旱恶劣环境条件对混凝土抗裂性提出了严峻挑战，具体表现在以下方面：①道床板混凝土浇注后尚未进行最终抹面，表面就因严重失水而产生塑性开裂；②道床板混凝土的长期干燥收缩高于其他地区混凝土，导致易产生干燥收缩开裂。因此，仅从配合比基本参数优化，并不能全面控制道床板混凝土开裂，基于上原因施工时引进混凝土内掺养护材料的研究成果，取得较好的效果。（2）内养护材料的应用，内部补水效应，解决混凝土中水泥水化不充分。内养护材料引入预蓄水组分，在混凝土搅拌过程中吸收、蓄存一定量的水，随着水泥水化反应消耗内部水分，预蓄水组分在毛细管负压的

7、作用下释放所蓄存的水，实现在混凝土内部持续补水，促进水泥水化反应。从而实现混凝土内部补水以促进水泥水化的目的。图4.1-1内、外养护作用示意图内养护材料能实现内部补水，提高硬化混凝土内部湿度，促进水泥水化，显著降低混凝土的早期和后期收缩，提高混凝土的抗裂性能。4.2施工方面控制裂纹7（1）养护：养护是道床板混凝土设计性能得以实现的关键环节。目前工程中主要采用洒水覆盖、薄膜密封及滴灌等养护方法，其中洒水覆盖的养护效果较好，但需要在养护期间不间断补水，这对于大风干燥缺水地区不仅费时、费工，而且该地区养护用水困难，同时对于新鲜道床板混凝土还面临“洒水早、

8、易起皮，洒水晚、易开裂”的问题，从而引入了养护剂进行养护。根据各养护方法的特点，对其技术经济性进行了简单的比较，如下表所示