自密实混凝土试验总结概述.docx
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自密实混凝土试验总结概述
目录
1试验目的……………………………………………………………………………………1
1试验内容……………………………………………………………………………………1
3原材料………………………………………………………………………………………1
4室内试配试验………………………………………………………………………………2
5试验依据……………………………………………………………………………………2
6灌板试验……………………………………………………………………………………2
6.1灌板自密实混凝土配合比………………………………………………………2
6.2钢筋安装及定位…………………………………………………………………3
6.3道岔板铺设………………………………………………………………………3
6.4模板支护…………………………………………………………………………3
6.5灌注的方式……………………………………………………………………4
6.6混凝土搅拌………………………………………………………………………4
6.7混凝土运输………………………………………………………………………4
6.8灌注………………………………………………………………………………4
6.9养护………………………………………………………………………………5
6.10拆模………………………………………………………………………………5
7质量检验……………………………………………………………………………………6
7.1揭板………………………………………………………………………………6
7.2硬化混凝土的性能检验…………………………………………………………6
8人工安排……………………………………………………………………………………6
9徐州车站灌板工艺试验情况………………………………………………………………6
9.1灌注及揭板情况…………………………………………………………………6
10结论…………………………………………………………………………………………9
1试验目的
试验旨在模拟实际施工条件，探索自密实混凝土搅拌、灌注工艺及灌注效果评价,包括原材料性能检测、自密实混凝土试验室试配试验。
通过灌注及揭板试验，实地检验自密实混凝土的施工性能，确定自密实混凝土的基本施工配合比，以及底座板台座浇筑、机具加工准备以及灌板现场模板安装等工艺参数，确保轨道板充填层混凝土灌注一次成功。
通过现场试验，初步探讨了轨道板自密实混凝土的性能指标和施工工艺参数，包括原材料性能指标、自密实混凝土拌和物性能和施工工艺参数，为轨道板自密实混凝土施工积累了经验。
我分部自2014年9月1日至2014年10月4日期间共实验自密实性混凝土7次，其中失败3次，成功4次（最后一次连续成功灌注了4块轨道板的自密实混凝土），已经能够掌握自密实性混凝土的灌注工艺，并满足相关要求。
2试验内容
试验场地位于我分部架子四队原钢筋加工场内进行试验，距离搅拌站约6公里，道路平整，交通便利,整个试验过程主要包括前期准备、灌注施工、灌注效果评价和性能监测四个阶段，具体流程见图1。
施工组织安排
3原材料
水泥：
新乡平原同力有限责任公司水泥（低碱）P·042.5级。
粉煤灰：
安阳电力（集团）有限责任公司FⅠ类粉煤灰。
砂：
叶县河砂（中砂），细度模数2.8，含泥量1.4%
碎石：
辉县燕窝大王山石料厂，5~10mm碎石和5~16mm碎石，针片状颗粒含量4%。
减水剂：
浙江五龙ZWL-A-LX型。
密实剂：
浙江五龙ZWL型。
膨胀剂：
浙江五龙化工有限公司ZWL－I型。
水：
拌和站地下水。
4室内试配试验
试验主要以两种胶凝材料总用量600kg和550kg的自密实混凝土配合比为基准配合比，针对现场原材料情况（包括粗骨料最大粒径、砂的细度模数、减水剂的引气与保坍）进行了配合比优化调整，最终选定如表1中配合比作为试验配合比，其拌和物性能见表2，成型力学及耐久性能指标包括抗压强度（7d、28d、56d）、弹性模量（28d）、电通量（56d）和抗盐冻。
表1中配合比仅为基准配合比，实际使用应根据原材料情况作适当调整。
表1试验配合比
编号
水泥
粉煤灰
膨胀剂
中砂
5-10mm
碎石
5-16mm
碎石
水
减水剂
密实剂
/
1
330
198
72
862
353
353
182
6
6
/
2
302
193
55
906
356
356
182
5.5
5.5
/
表2自密实混凝土拌和物性能
编号
扩展度，mm
含气量，%
湿容重，kg/m3
1
700
4.1
2350
2
700
3.3
2350
5试验依据
本次工艺试验参照的主要技术标准如下：
1、《京沪高速铁路道岔板充填层自密实混凝土暂行技术要求》；
2、《岔区板式无砟轨道自密实混凝土暂行技术条件》
3、《铁路混凝土结构耐久性设计规范》；
4、《自密实混凝土应用技术规程》（CECS203-2006）；
5、《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》科技基〔2005〕101号。
6灌板试验
6.1灌板自密实混凝土配合比
灌板试验主要以表1配合比为基准进行，在此基础上适当变化水胶比。
混凝土配合比和拌和物性能分别见表3和表4。
表3施工用配合比
编号
水泥
粉煤灰
膨胀剂
中
砂
5-10mm
碎石
5-16mm
碎石
水
减水剂
密实剂
增稠剂
1
330
198
72
892
360
358
140
6
6
/
2
330
198
72
902
359
355
134
6
6
/
3
302
193
55
947
363
360
130
5.5
5.5
/
4
302
193
55
949
363
358
130
5.5
5.5
/
表4拌和物性能
编号
扩展度，mm
含气量，%
湿容重，kg/m3
1
670
2.6
2350
2
680
3.1
2340
3
675
2.9
2350
4
650
3.4
2340
6.2钢筋安装及定位
充填层设置HRB400级钢筋网片。
纵向、横向均采用Ф12的钢筋，间距均为200mm。
人工现场绑扎成型。
6.3轨道板铺设
6.3．1、轨道板粗铺
试验用轨道板运至现场后先竖向存放，并保证下部基础稳定。
粗铺采用汽车吊粗铺，先对竖向存放的轨道板进行翻板，再吊起铺板。
每块板粗放板支点为6个，支点材料为9cm厚松木条，木条紧靠精调千斤顶铺放。
轨道板粗放时，板前、后端支点（4个）先设置到位，轨道板中间部位支点木条在粗放板后楔入，且支点设于预裂缝下，以免造成轨道板不规则开裂。
在精调螺杆抬高轨道板后，再撤出垫木。
轨道板精调前先在轨道板下安装精调器，精调器位于板的两端两侧，共计4个。
精调器使用前对相关部位进行润滑，精调器在安装前将横向轴杆居中，使之能左右都有10mm调整量，以避免精调时横向调整量不足。
6.3．2、轨道板精调
安装精调调节装置
轨道板精调前先在轨道板下安装精调器，精调器位于板的两端两侧，共计4个。
精调器使用前应对相关部位进行润滑，精调器在安装前应将横向轴杆居中，使之能左右都有10mm调整量，以避免精调时横向调整量不足。
轨道板粗调
轨道板铺设完毕后，由测量组粗调轨道板，将板腔厚度初步调整到设计厚度9cm左右后，抽出板底木条。
轨道板精调
标架检校
精调系统在上线使用前一定要进行标架检校。
硬件常数（强制对中三角架高度，棱镜高等），标架四脚平整度要进行检核和调整，再将相关常数录入到程序中。
在使用过程中，如发现数据不符需重复检校。
标架安放
Ⅲ型板精调系统在精调时需要使用六个标架，放置在当前调整的轨道板的正数第二排承轨台和倒数第二排承轨台上。
进行搭接时，搭接标架放置在搭接板临近当前精调板的第二排承轨台上。
启动轨道板精调软件测量，根据偏差值调板
第一步，调整未调板的搭接端，将当前待调整板和已调整好的板大体一致，可以借助一些辅助装置进行，加快调板速度。
第二步，精调软件指挥全站仪观测放置在当前板四个精调标架上的4个棱镜，根据测得的坐标值计算出实测值和理论值之间的偏差值进行精确调整。
当调整完成后进行完整的重复测量，当偏差值符合限差要求时轨道板调整完成，保存精调成果，转入下一块轨道板的调整，重复以上工作。
板精调测量，采用平面坐标和高程同时施测的方法进行。
精调完成的板位精度应满足下表要求。
精调精度要求
平面绝对精度
±2mm
高程绝对精度
±2mm
板内4承轨点平面及高程误差
±0.3mm
板与板间相邻承轨点平面及高程误差
±0.4mm
6.4压紧及防侧移装置
为防止防轨道板上浮，需设置门钢型扣压装置，门型钢架用[12槽钢加隔板背楞制作。
门架上横梁通过花篮螺丝与底座板梁面以上8cm位置预留孔眼打入Φ20螺纹钢锚固。
压紧装置设置数量通过试验上浮量总结规律，压紧4道或者5道，上浮量均在0.7mm左右，使用4道能满足要求。
锚固钢筋第一次采用Φ16螺纹钢，灌注中轨道板上浮严重，钢筋变形，后更改为Φ20。
所有花篮螺栓施加相同作用力80N.m，用扭矩扳手控制作用力大小，在轨道板精调时，可以人为统一降低0.7mm，有效控制最终高程。
曲线超高段内侧侧移装置使用其他线上的经验，用钢板螺栓自制，每块板设置2个，均匀安装在底座顶部。
试验过程中为了检验轨道板上浮量，在轨道板四角安设百分表，曲线板内侧设置2个横向百分表来检查轨道板是否有侧移。
•封边模板
•自密实混凝土封边模板采用厂家定制，采用0.6cm厚钢板加薄背楞。
模板高度14cm。
模板有足够的刚度和稳定性，分块拼装，构造简单。
模板4角在最靠近四角圆角处设排气孔，方管出浆，基本达到距离灌注孔最远端，可观察到混凝土的四角充盈程度。
•封边侧模固定利用防止上浮的压紧门架及可调螺丝杆实现，在每道扣压门架竖向型钢上设置2根可调螺丝杆，通过可调丝杆将封边侧模顶在轨道板上。
模板安装过程中不宜用力过猛，防止对精调后的轨道板造成影响。
6.5灌注
4.1、板腔预湿
板腔预湿采用喷雾器，喷头为90°直角，插入轨道板孔内人工旋转喷雾。
在轨道板封边模板安装前，用喷雾器从四周及三个灌注孔将土工布喷雾润湿，土工布表面不积水。
在灌板前1小时左右用手伸入三个灌浆孔检查潮湿情况，并检测腔内温度，若腔内温度过高，土工布显干，湿度不足，则将喷头从三个灌浆孔伸入轨道板进行雾状喷射，在一个孔中的喷雾时间控制在5-8s。
在确保隔离层表面不形成明水，当板腔湿度达到85-95%时，认为湿润达到要求。
6.6混凝土搅拌
自密实混凝土应在配有自动计量系统和强制式搅拌机的搅拌站内搅拌，混凝土原材料称量最大允许偏差应符合下列规定（按重量计）：
胶凝材料（水泥、矿物掺和料等）士1%；外加剂士1%；骨料±2%；拌合用水±1%。
搅拌时，宜先向搅拌机投入细骨料、水泥和矿物掺和料，搅拌均匀后，再加入所需用水量和外加剂，待砂浆充分搅拌后再投入粗骨料，并继续搅拌至均匀为止。
上述每一阶段的搅拌时问不宜少于30s,总搅拌时间不宜少于2min，也不宜超过3min。
正式生产前必须对自密实混凝土拌合物进行开盘鉴定，检测其工作性能。
6.7混凝土运输
自密实混凝土的运输采用8m3罐车，从拌合站出站到灌板现场车程在20~30min，为线路施工平均运输时间。
当罐车到达浇筑现场时，应使罐车高速旋转20～30s方可卸料。
运输过程中严禁向混凝土内加水。
6.8灌注
自密实混凝土灌注前，再次检查工装及模板可靠性，现场检测混凝土拌和物性能，与出机性能及时间对比，查看坍落扩展度损失。
经试验总结，现场混凝土温度均控制在30°C，板腔温度在35°C以内，坍落扩展度在630~680mm以内，T500控制在3~4S效果最佳。
混凝土出机后2个小时内坍损很小，在20mm以内。
吊车起吊大料斗至平台支架后，开启阀门，开始放料，灌注过程中，通过轨道板2个观察孔及模板四角排气孔观察自密实混凝土在板下的流动情况，混凝土灌注速度不宜过快，按照“慢-快-慢”的节奏控制，但必须确保小料斗内不断料，防止空气进入。
待四角排气孔内自密实混凝土超出轨道板一半以上时，关闭排气孔，待四角均充满后，关闭灌注料斗阀门，停止灌注。
单块轨道板灌注时间宜控制在6~12分钟，必须一次灌注完成，不得中断。
自密实混凝土灌注中，通过设置的百分表全程监测轨道板上浮，及时掌握轨道板的位移情况，出现问题，及时处理。
揭板及拆模
线下自密实混凝土试验中，为了方便揭板，控制混凝土拆模及揭板时间，在自密实混凝土灌注完毕4~6个小时拆除扣压装置封边模板，观察四周充盈情况，然后用精调抓将轨道板顶起，待混凝土强度至10MPa后，落下精调抓，将轨道板用吊车起吊，完成揭板，观察检查混凝土表面质量情况。
待混凝土强度达到一定程度后，在灌注的自密实混凝土四角用切割机切30cm宽断面，观察断面自密实混凝土均匀情况。
7质量检验
7.1揭板
揭板试验是对道岔板自密实混凝土灌注效果最直观的检验手段，一般在养护1天后进行揭板试验。
揭板试验过程如下：
拆除四周模板，观察周边及四个角灌注情况；先用吊车吊起轨道板一端，再将轨道板整体吊起，观察自密实混凝土上表面有无灌注空洞，同时观察自密实混凝土与轨道板底面粘结情况；撬起自密实混凝土，观察自密实混凝土与找平层粘结情况，并观察自密实混凝土断面有无分层现象，观察自密实混凝土断面，分析自密实混凝土中气孔孔径分布情况。
7.2硬化混凝土的性能检验
核查混凝土力学性能、收缩性能和耐久性能等试验结果。
8人工安排
表5人力安排表
人员
人数
主要职责
指挥员
1
指挥协调现场工作
原料上料工
3
膨胀剂、抗裂剂等料的搬运、上料
轨道板立模工
6
轨道板立模、拆模
搅拌机操作工
2
混凝土搅拌
罐车司机
6
混凝土运输
吊装设备搡作工
2
轨道板吊装
试验员
2
性能检测、制件成型
灌注技术员
1
施工工艺技术交底
灌注质检员
1
灌注进度观察、质量检查
电工
1
供电、供电线路保障维护
混凝土工
5
轨道板清洁维护，混凝土灌注
安全员
1
负责现场施工安全
影像记录员
1
现场照相、摄影
9新乡东站灌板工艺试验情况
9.1灌注及揭板情况
分七次共灌注7块板，其中前3次为失败后4次为连续成功。
详见照片。
小中转料斗往固定料斗中加料
现场检测自密实混凝土
加高的外模与内模
流动中的混凝土
监理见证
第一块板揭板后大量气泡（不合格）
第二块板揭板后表面有浮浆及蜂窝现象（不合格）
10结论
（1）原材料性能
骨料性能。
自密实混凝土对骨料性能要求很高，应严格控制骨料中的针片状含量和级配。
对于粗骨料最大粒径的选择，根据试配试验情况，可选择较大粒径，但不宜超过20mm。
骨料中的含泥量和泥块含量也应严格控制，含泥量和泥块含量过大不但会增加对用水量和减水剂的需求量，还会引起混凝土拌和物流动度异常损失。
减水剂。
为保证自密实混凝土拌和物性能，应选用性能优良的减水剂，以确保自密实混凝土拌和物的流动性和稳定性。
增稠剂：
为改善自密实混凝土拌和物的粘聚性和抗离析能力，可适当添加增稠剂
组分。
⑵自密实混凝土拌和物性能
流动性。
为实现自流平、自填充能力，自密实混凝土拌和物应具有较大的流动性，但流动性过大后，拌和物稳定性降低，分层、离析趋势将大大增加。
根据灌板试验结果可知，在满足灌注施工的前提下，自密实混凝土拌和物坍落扩展度不宜过大，才有利于保证自密实混凝土的自填充能力和拌和物体系的稳定性。
流动性经时损失。
为满足现场施工的需求，自密实混凝土应具有小的流动性经时损
失值，这不但指自密实混凝土拌和物要在一定时间内流动性不显著降低，还要求其在一定时间内流动性也不显著增大，即自密实混凝土拌和物流动性从搅拌站到灌注现场均保持在较为稳定的水平范围内，才有利于现场控制自密实混凝土拌和物的性能。
（3）灌注施工工艺
模板高度。
本次试验结果表明，模板高度是影响岔区自密实混凝土灌注效果的关键。
通常自密实混凝土拌和物流动性越大，其自流平、自填充能力越强，越有利于灌注施工。
但拌和物流动性越大，拌和物越易出现离析、分层、浮浆等严重影响灌注质量的问题。
试验通过增加灌注端模板高度，并在轨道板上表面也支护模板，从而形成一高出轨道板上表面一定距离的自密实混凝土灌注空间，增加自密实混凝土自身重力势能，从而实现了低坍落扩展度自密实混凝土在轨道板下的自填充、自流平。
同时，模板的加高也有利于加快混凝土下料速度，从而缩短施工时间，并能防止混凝土污染轨道板面。
因此，建议在岔区自密实混凝土施工时釆用加高灌注端模板的工艺；。
灌注方式。
现有岔区自密实混凝土灌注方式为三点或两点灌注，其均为考虑能提高下料速度和加快自密实混凝土在道岔板下的流动填充。
通过采用提高灌注端模板的工艺后，则可以将灌注方式改为单点灌注即可，同样能实现自密实混凝土的快速灌注。
灌注速度。
自密实混凝土的灌注速度可能会影响自密实混凝土与道岔板结合面的质量，过快的灌注速度会造成道岔板下空气来不及排除而积聚在轨道板下，从而形成大气泡空洞，影响自密实混凝土与道岔板的粘结强度。
灌注速度太慢则会延长施工时间，影响施工进度。
通过本次试验，初步认为当道岔板灌注宽度为3m左右时，灌完一块道岔板的时间不宜低于10min。
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