高速铁路轨道板高性能混凝土配合比设计试验探究

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1、高速铁路轨道板高性能混凝土配合比设计试验探究　　摘要:轨道是线路的基础，其品质好坏直接决定着列车运营的平顺性及安全性。轨道板是轨道结构的重要组成部分，保证轨道板的质量是确保轨道结构品质的基本条件。结合我国京沪高速铁路建设，本文对轨道板用高性能混凝土的配合比设计进行了系统的试验研究。结果表明，若想配置出性能优越的高性能混凝土，除了考虑水胶比、砂率、养护温度、掺合料、外加剂、胶凝材料等对混凝土拌合物和易性和早期强度的影响外，还应加强对施工质量的控制，严格控制每个环节之间的连续性，尽量缩短从拌制到振捣完成的时

2、间。关键词:高速铁路高性能混凝土配合比试验研究中图分类号：U238文献标识码：A引言9京沪高速铁路贯穿北京、天津、河北、山东、安徽、江苏、上海7省市，连接环渤海和长江三角洲两大经济区，线路自北京南站至上海虹桥站，新建铁路全长1318公里，是世界上一次建成线路里程最长、标准最高的高速铁路。中国水电集团长清制板场承担了京沪高速铁路DIK417+800～DK474+800（78km双线）CRTSⅡ型无砟轨道板21812块的预制任务。混凝土轨道板是无砟轨道的重要组成部分，轨道板的质量优劣直接影响列车运行的舒适性

3、和安全性。轨道板质量的好坏首先取决于混凝土的质量，其混凝土的强度和耐久性直接关系着无砟轨道板的承载能力和使用性能，因此，生产出符合高速铁路高标准要求的轨道板混凝土至关重要。而混凝土质量的好坏又取决于配合比的设计是否合理及施工质量控制是否得当。基于此，本文结合京沪高速铁路长清板场的制板实践，对CRTSⅡ型无砟轨道板混凝土的配合比进行系统的试验研究，并对施工过程进行了合理的规划控制，以确保轨道板生产的优质高效。1轨道板混凝土配合比设计要求及研究思路1.1轨道板混凝土设计要求CRTSⅡ型无砟轨道板的主要技术性

4、能指标依据于《客运专线铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道混凝土Ⅱ型轨道板（有挡肩）暂行技术条件》科技基【2008】173号（以下简称173号文），主要有以下几点：（1）CRTSⅡ型轨道板混凝土设计强度等级为C55；预应力筋放张时，要求混凝土强度不得低于设计强度的80％，且16h强度不应低于48MPa；（2）胶凝材料总量不宜超过480kg/m3，用水量不应超过150kg/m3；9（3）混凝土56d电通量应小于1000C，56d抗冻性能应满足F300的要求；（4）混凝土内总碱含量不应超过3.0kg/m3,当骨料具

5、有潜在碱活性时，总碱含量不应超过3.0kg/m3，且应采取抑制碱—骨料反应技术措施，并按《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》的规定进行抑制混凝土碱—骨料反应有效性评价。除上述要求外，为确保施工顺利，配合比设计时还必须考虑混凝土拌合物的入模坍落度、含气量、工作性等因素。1.2配合比试验研究思路CRTSⅡ型轨道板混凝土配合比试验主要分三个阶段进行：第一阶段为原材料选择和和检测试验；第二阶段为配合比设计及混凝土拌合物性能试验；第三阶段为混凝土强度及耐久性能试验。由于CRTSⅡ型轨道板混凝土早期强度直接影响轨道

6、生产的效率和质量。混凝土强度达到预应力放张要求的时间越长轨道板生产的效率就越低，但混凝土早期强度发展过快会使混凝土产生各种缺陷9影响后期耐久性，因此对混凝土早期强度的合理控制，是保证混凝土质量的关键工序。为此，本文重点对混凝土配合比试验的第二、第三阶段进行详细研究，明确混凝土配合比参数对混凝土强度尤其是早期强度的影响，以期确定合理的轨道板混凝土配合比。2配合比选择试验混凝土配合比的选配主要是通过试拌试验确定拌合物的水胶比、单位用水量、掺和料用量参数。考虑到轨道板混凝土对早期强度有较高的要求和173号文对

7、胶材用量有明确限制，试拌时将胶材用量固定为480kg/m3。在此基础上，通过调整砂率、外加剂掺量来考察混凝土拌合物的和易性、含气量、坍落度等出机性能、选择满足强度和耐久性能的混凝土配合比参数。2.1水胶比水胶比是影响混凝土强度的主要因素之一，试验选择了5种不同的水胶比进行对比分析，试验结果见表1。表1不同水胶比强度试验表从表1中可以看出：在同一入模温度和相同的养护条件下，水胶比越小，混凝土的早期强度越高；但水胶比过小，拌合物变得粘稠，翻拌、振捣都比较困难，混凝土拌合物的工作性变差。从16h强度试验成果和

8、出机性能来看，水胶比宜控制在0.285左右。2.2砂率9试验选用的砂子细度模数在2.8左右，试验室选择33%、35%、37%三个不同的砂率进行对比试验，试验结果见表2所示。表2不同砂率强度对比试验表备注:各组试验原材料品种相同；各组试验水泥均为432(kg/m3)，掺和材用量均为48(kg/m3)。从表2可以看出：砂率对混凝土拌合物的性能明显影响，过小过大的砂率，都会对混凝土拌合物的和易性造成不利影响。从试验结果分析，本配合比的砂率宜选择3