高速铁路CRTSIII型板中C40自密实混凝土制备及工程应用探讨

材料还具有成本低等其独特性能优势，因此对适用于无砟轨道充填层的自密实混凝土进行研究和应用意义重大。

1 自密实混凝土简述

自密实混凝土是具有高流度、不离析、均匀性、和稳定性，浇筑时在自身重力作用下，能够流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得优异均质性，并且不需要振动的高性能混凝土。

2 自密实混凝土配合比设计及其工作性能评价

2.1自密实混凝土配合比设计原材料

水泥：分宜海螺水泥有限责任公司生产的P·O42.5级水泥，其强度指标见表1，化学成分指标见表2，水泥密度3.0g/cm3，比表面积339m2/kg，安定性、凝结时间符合规程规定。

粉煤灰：江苏明江工程有限公司生产的I级粉煤灰，其物理性质见表3，化学性质见表2，表观密度为2.2g/cm3。

矿粉：江西新余南方建材有限公司生产的S95矿粉，其物理性质见表3，化学性质见表2密度2.94g/cm3，比表面积423m2/kg。

细骨料：江西赣江河沙，中沙，细度模数2.7，II区级配合格，表观密度2660kg/m3，吸水率0.9%，含泥量为1.2%，泥块含量为0，坚固性3%，云母含量0.2%，轻质含量0.2%，硫化物及硫酸根离子含量0.3%， Cl-含量为0.01%，碱活性含量0.06%，有机物含量均符合规程规定。

粗骨料：江西世耀实业有限公司生产的石，5-16mm连续级配合格，压碎指标7%、针片状颗粒总含量4%、含泥量0.1%、泥块含量0，坚固性4%，紧密空隙率39%，碱活性含量0.06%，Cl-含量0，硫化物及硫酸盐含量0，均符合规程规定，堆积密度1640kg/m3，表观密度2690kg/m3。

高效减水剂：贵州凯襄新材料有限公司生产的KXSP（缓凝型），减水率29%，含气量2.9%，沁水率比0，收缩率103%，含固量23.68%。

黏改剂：安徽中铁工程材料科技有限公司生产的ZTVM-1，黏度比210%，沁水比0，收缩率比97%，用水量敏感度21kg。

膨胀剂：贵州凯襄新材料有限公司生产的KX-2（Ⅱ型），水中7d限制性膨胀率0.056%，空气中21d限制性膨胀率-0.007%。

2.2 自密实混凝土配制思路

对于CRTSIII型板式无砟轨道充填层的C40自密实混凝土可以从强度考虑采用较大的水胶比，但是太大的水胶比使得水泥浆的黏度较小，使混凝土容易离析。这与自密实混凝土性能要求显然是不一致的。因此，配合比调整的方向，应是增大水泥浆体积含量和黏度。这种调整可以从三个方面考虑：一是调整集料级配，使水泥浆相对富余，二是适当提高砂率，三是较大的掺用矿物掺和料。

另外自密实混凝土的配制中，化学外加剂和矿物掺和料起了非常重要的作用具体体现在以下几个方面：一是调节水泥浆稠度，二是调节水泥浆体积含量，三是调整混凝土强度，四是提高稳定性作用。

自密实混凝土的设计思路完全不同于普通混凝土，普通混凝土是根据强度等级来确定水胶比的，而自密实混凝土则是采用较确定的水胶比，通过其他组分来调节的[2]。

2.3 自密实混凝土配合比设计计算方法

2.4 自密实混凝土配合比调整

自密实混凝土试配时，经常出现自密实混凝土拌合物性能无法满足设计要求，具体问题如表4所示，通过结合其实际情况对配合比进行相应的调整，提高砂率至51%，确定了外加剂聚羧酸性高性能减水剂掺量为1.5%，黏改剂掺量为6.7%，膨胀剂掺量为10%，并在现场做了灌板试验以达到设计要求和工作性能，最终确定CRTSIII型板式无砟轨道C40自密实混凝土配合比如下表5。

2.5 拌和性性能测试及评价

根据C40自密实混凝土配合比对其工作性能进行评价，采用常用的坍落度法、扩展度、T500、L型仪、J形环、含气量测定仪对该配合比的自密实混凝土拌合物按照TJ /GW 112—2013和《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（GB /T 50080—2002） 中的规定进行测试，各方法对自密实混凝土拌合物工作性的测试结果如表6所示，部分测试图如图1～图4所示。

该自密性混凝土配合比拌和物性能的各项测试结果满足设计及施工现场要求 。

2.6 硬化混凝土性能测试及评价

待上述自密实混凝土养护至龄期56d后，进行混凝土硬化体力学性能，体积稳定性，耐久性能，各自密实混凝土硬化体性能参数测试结果如下表7所示。

从上述性能测试结果抗压强度余量适中，抗折强度在6.0MPa以上，弹性模量在指标范围内，收缩性和耐久性满足TJ /GW 112-2013中规定的混凝土要求。

3 工程应用

在某高速铁路进行了工程应用，自密实混凝土与轨道板底座和底面接触良好，充盈饱满表面效果良好，无松软发泡，表面光洁平整、密实、无漏石漏筋蜂窝麻面、无可见裂纹、无明显水纹、无沁水等现象，且灌注饱满、断面骨料分布均匀、断面致密、侧面外观洁净，满足充填层结构性能的要求，具有高品质的质量和优异的技术经济意义。施工后效果图见图7～图8。

4 结束语

结合高速铁路CRTSIII型板式无砟轨道结构特点及设计要求，从自密实混凝土配合比设计思路，配合比计算方法，配合比调整，从而得到满足充填层的C40自密实混凝土配合比，并对其进行拌和物性能测试以及硬化体性能测试进行分析评价，符合结构性能及设计要求，且工程应用上具有高品质的质量及优异的技术经济的意义。

参考文献

[1] 黄健.高速铁路板式无砟轨道结构充填层自密实混凝土技术研究[D].长沙：中南大学，2011.

[2] 季孝敬.高强大流动度混凝土的制备及应用研究[D].成都：西南科技大学，2013.