摘要:近年來,我國開始大規(guī)模修建無碴軌道,CRTSⅡ型軌道板的溫度裂縫問題越來越引起人們的關注及重視。由中國水利水電第四工程局有限公司承建的徐舍制板場通過有效控制,根據(jù)不同施工季節(jié)對原材料及混凝土拌合到施工養(yǎng)護采取不同的溫控措施,對整個混凝土施工中各環(huán)節(jié)的溫度嚴格規(guī)范控制,防止了軌道板混凝土溫度裂縫,被評選為上海路局及寧杭公司的樣板工程。
關鍵詞:CRTSⅡ型軌道板 混凝土 溫控 防裂
1 工程概況
新建南京至杭州鐵路客運專線NHZQ-Ⅱ標工程,位于江蘇省境內(nèi),經(jīng)溧陽市、宜興市到浙江省長興縣,中間設溧陽站和宜興東站,正線全長72.78km。正線起點里程DK075+213.16,終點里程為DK148+000。
中國水利水電第四工程局有限公司徐舍制板場位于江蘇省宜興市徐舍鎮(zhèn)附近,左側(cè)緊靠104國道,右側(cè)緊靠寧杭高速公路,地勢平坦、交通便利。建在寧杭客運專線里程DK111+000m左右,左側(cè)緊靠104國道,右側(cè)緊靠寧杭高速公路,地勢平坦、交通便利。徐舍制板場是中國水利水電第四工程局有限公司進入鐵路市場以來承接的首個CRTSⅡ型板式無砟軌道板生產(chǎn)基地,占地面積約98.8畝,主要承擔寧杭客運專線DK82+000~DK162+000(80公里復線)軌道板預制任務,約24405塊。根據(jù)寧杭公司的線路鋪板計劃,板場施工工期為1年(2009年12月1日至2010年12月1日)。
板場按工作性質(zhì)分為辦公區(qū)和生產(chǎn)區(qū);按工藝流程分為鋼筋加工車間、制板車間、混凝土拌合區(qū)、打磨車間、軌道板存放區(qū)、砂石骨料存放區(qū)等區(qū)域。
鋼筋加工車間設置10個鋼筋網(wǎng)片綁扎胎具;制板車間設置3條生產(chǎn)線、磨具3組(27塊磨具形成一組。固定搭配),2條橫向運板通道;存板區(qū)分為毛坯板存放區(qū)和成品板存放區(qū),其中毛坯板存放區(qū)庫存量為5900塊,成品板存放區(qū)庫存量為2800塊,其中成品板存放區(qū)在軌道板存滿的情況下,毛坯板存放區(qū)可兼做成品板存放區(qū)。
2 混凝土配制的要求
混凝土施工配合比應由試驗確定,水泥用量不應超過450kg/m3。混凝土的攪拌采用強制式攪拌攪拌機,攪拌時間應滿足攪拌工藝的要求,保證攪拌均勻。各種原材料配料重量誤差控制:水、水泥、摻合料±1%,細骨料、粗骨料±2%?;炷涟韬衔镏饕阅苤笜艘?溫度:15~30℃;塌落度:160~200mm;含氣量:1~4%。
3 原材料的溫度控制
有些散裝粉料特別是水泥溫度高到70℃甚至更高,嚴格監(jiān)控,應予以避免。集料倉搭設涼棚,避免陽光直射,或者噴水冷卻集料,水泥儲存罐亦可油漆成白色。
4 混凝土拌合溫度的控制
混凝土的拌合溫度也是直接影響混凝土早期強度的一個重要因素?;炷恋陌韬蠝囟雀撸Y(jié)時間就會縮短,早期強度就能提高;拌合溫度底,膠凝材料的水化反應慢,凝結(jié)時間就會延長,影響混凝土的早期強度。因此,在冬季或早春施工時都應采取加入熱水拌合的措施來提高混凝土拌合溫度,促進水化,縮短凝結(jié)時間,提高混凝土早期強度。
5 混凝土灌注過程的控制
混凝土灌注時,模板溫度宜控制在20~30℃,但溫度過高時,應對模板采取提升、降溫措施。每次灌注前應按GB/T50080的規(guī)定對混凝土拌合物的溫度、坍落度和含氣量進行檢查,灌注過程中混凝土拌合物的溫度、坍落度和含氣量進行抽查。軌道板混凝土應具有良好的密實性、澆筑時應保證鋼筋和預埋件的位置正確,每塊板澆筑時間不易超過20min,在每個臺座最后一塊軌道板澆筑過程中,應取樣制作3組150mm×150mm×150mm混凝土,用于混凝土脫模強度和28d抗壓強度的檢測,其中脫模試件成型后應及時放入同條件跟蹤養(yǎng)護水箱內(nèi),隨板體混凝土芯部溫度自動調(diào)節(jié)水箱水溫跟蹤養(yǎng)護,溫度會顯著影響水泥的水化速度,因此較低的溫度會影響混凝土早期的發(fā)展強度;每隔半個月制作1組28d混凝土彈性模量試件。28d標準試件制作完成后直接在標準養(yǎng)護室內(nèi)進行養(yǎng)護,試件制作、養(yǎng)護均按GB/T50081的規(guī)定進行。
6 混凝土冬季施工措施
6.1 冬季施工保暖措施 ①根據(jù)板場所在地區(qū)全年的氣候情況,11月中旬便進入冬季施工階段。為了保證混凝土的溫度,首先從原材料的保溫做起:用于全部供熱系統(tǒng)水循環(huán)管道從砂石封閉料倉下面通過,冬季施工時保證料倉空間溫度大于5℃。①首先對水加熱,如水加熱至規(guī)定最高溫度,還不能使混凝土達到規(guī)定溫度時,再考慮砂石集料加熱,但在任何情況下嚴禁將水泥加熱。②為了防止水泥出現(xiàn)假凝現(xiàn)象,水及骨料的加熱最高溫度為水60℃,骨料40℃。②施工現(xiàn)場溫度必須達到要求,防止受凍。攪拌站應派專人負責堆放倉和水池溫度的測量和加溫,確保環(huán)境溫度。室內(nèi)溫度宜控制在20℃以上,并做好防凍保溫措施。③封閉混凝土攪拌、運輸作業(yè)環(huán)境。確保環(huán)境溫度;進出攪拌站的門均掛棉門簾,在無車輛進出的情況下落下,以維持場房內(nèi)溫度;在砂、石材堆放倉安裝供暖設施,保持不受凍,堆放倉的容量以滿足一條生產(chǎn)線灌注混凝土用量為準。④在攪拌站水池中安裝加熱盤管,確保攪拌混凝土時,水溫不低于30℃。同時,應注意及時補水,以確保灌注混凝土時水溫符合要求。⑤混凝土攪拌完畢后,立即按規(guī)定數(shù)量補充砂石材料,以保證砂石料有足夠的溫度回升時間。⑥所有裸露的管道由保溫材料包裹,包裹的厚度不少于15mm。
6.2 冬季施工溫度控制 ①通過加熱拌合用水與骨料,混凝土入模溫度控制在15℃~30℃之間。②模型的溫度控制在20℃~30℃之間,當溫度過低時,可在混凝土澆筑前通過安裝在模型下方的水循環(huán)散熱裝置對其進行預熱處理。③由于混凝土入模溫度也應保證在15℃以上,因此廠房的空間溫度也應保證在15℃以上。可通過模型下方的供熱裝置與廠房內(nèi)的散熱片來實現(xiàn)。
7 混凝土的養(yǎng)護
7.1 混凝土夏季養(yǎng)護
7.1.1 脫模前的養(yǎng)護 軌道板混凝土在刷毛完畢后,立即采用單塊保溫保濕膜進行覆蓋。夏季混凝土養(yǎng)護時由于氣溫較高,為了使混凝土的芯部溫度不超過55℃,在張拉臺座的兩端各安裝兩臺大功率的風扇,必要時對整條生產(chǎn)線進行降溫處理?;炷猎陴B(yǎng)護16h后,強度達到48MPa,即可依次去掉養(yǎng)護薄膜。軌道板在脫模時嚴格控制溫差,確保板體的質(zhì)量。
7.1.2 脫模后的靜停養(yǎng)護 軌道板脫模后將其3塊為一單元停放在臨時存板線上,靜停24h,當環(huán)境溫度與軌道板表面溫度之差不超過15℃時,將軌道板轉(zhuǎn)運至毛坯板存放區(qū)進行自然養(yǎng)護。由于夏季氣溫較高,濕度很難達到養(yǎng)護的要求,因此運出廠房的軌道板應用土工布覆蓋并對其灑水養(yǎng)護。為了預防混凝土產(chǎn)生裂縫,水溫與軌道板表面溫度之差不應超過15℃,當環(huán)境溫度低于5℃時應禁止對其灑水養(yǎng)護。
7.2 混凝土冬季養(yǎng)護
7.2.1 脫模前的養(yǎng)護 冬季混凝土養(yǎng)護時的覆蓋材料與夏季混凝土養(yǎng)護時的材料相比多了一層土工布,更好的起到了保溫保濕的作用。土工布位于塑料薄膜上面,一共分3層進行覆蓋。由于冬季廠房溫度較低,軌道板采用處在模具下方的散熱片進行熱水循環(huán)養(yǎng)護。養(yǎng)護時利用軌道板專用的溫控系統(tǒng)實施跟蹤養(yǎng)護,是模具與軌道板板體內(nèi)水化熱相適應。冬季混凝土養(yǎng)護全過程分為靜停、升溫、恒溫、降溫四個階段。
靜停期:軌道板混凝土灌注完畢至混凝土初凝之前的養(yǎng)護期為靜停期,時間為2h~3h。靜停期間應保持模板溫度不低于15℃,為了保證混凝土在16h的強度,經(jīng)過一段時間的施工實踐混凝土靜停期間溫度在20℃左右為最佳。升溫期:溫度有靜停期升至規(guī)定的恒溫階段為升溫期。升溫速度不得大于10℃/h。恒溫期:恒溫時軌道板板體表面混凝土溫度不宜超過45℃,軌道板板體體芯部混凝土溫度不宜超過55℃,根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗在既能保證混凝土質(zhì)量又能確保施工生產(chǎn)的情況下混凝土芯部溫度50℃為宜。恒溫期一般保持4h~6h,另外模型的溫度一般不超過45℃,可根據(jù)混凝土強度發(fā)展情況利用溫控系統(tǒng)進行適當調(diào)整。降溫期:按規(guī)定恒溫時間,取出溫控箱內(nèi)的混凝土試件經(jīng)試驗達到45MPa后,便可停止供熱降溫。降溫速度不大于10℃/h。降溫一般為2h~3h,2h~3h后混凝土強度已經(jīng)達到48MPa且軌道板板體表面溫度與環(huán)境溫度之差不超過20℃時,即可進行放張脫模處理。養(yǎng)護期間混凝土芯部與表層、表層與環(huán)境溫差不宜超過20℃。脫模時應確定廠房的門窗已經(jīng)關閉,防止因天氣驟然變化是軌道板混凝土產(chǎn)生裂紋。
7.2.2 脫模后的靜停養(yǎng)護 軌道板脫模后因表面溫度與環(huán)境溫度相差較大,不能按照夏季施工將其直接放在臨時存板臺座上進行養(yǎng)護,采用特制的養(yǎng)護罩內(nèi)放置一盆自來水防止?jié)穸冗_不到要求。靜停養(yǎng)護快結(jié)束時,掀起養(yǎng)護罩的四角,對軌道板進行第二次降溫。當軌道板表面與周圍環(huán)境溫差不超過15℃時,方可將軌道板運至毛坯板存放區(qū)進行存放。
8 結(jié)語
通過合理的控制,對施工工藝的每個環(huán)節(jié)進行嚴格控制,以此減小混凝土澆筑后內(nèi)表溫差,不斷在施工過程中借鑒與總結(jié)加經(jīng)驗,在CRTSⅡ型軌道板混凝土養(yǎng)護中采用自動溫控系統(tǒng),根據(jù)設置自動跟蹤調(diào)節(jié)養(yǎng)護溫度,使混凝土養(yǎng)護更加科學,從而有效地控制了因溫度變化造成混凝土有害裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。