| 陕西省东盟营造工程有限公司710119 摘要：随着我国高铁事业的迅速发展，CRTSⅡ型轨道板技术以特有的高平顺性必将取代传统的施工工艺，成为未来高铁发展的必然趋势，本文 结和以前中交二公局苏州制板场及目前中交股份余江轨道板场正在施工的部分轨道板在预裂缝处出现的一些裂缝现象，首先对CRTSⅡ轨道板裂缝 的类型和裂缝产生原因进行分析，指出轨道板出板、存板温差和混凝土的收缩是产生裂缝的主要原因，存放四点高差对轨道板也存在一定影响，提出了 一些防止或减小混凝土裂缝的措施。 关键词：CRTSⅡ型轨道板；裂缝；修补；预防措施 中图分类号：TV54 文献标识码：A 引言：CRTSⅡ型轨道板在预裂缝出出现裂缝问题，特别是贯穿裂缝 的出现，雨水的渗透对其危害极大，轨道板预裂缝处裂纹是轨道板预制 及使用中最常见、最易发生和早期产生的问题之一。为了对轨道板早期 预裂缝裂纹进行修补，是裂纹处于可控状态，保证裂纹具有防水性能，消 弱外部结构在温度和其他外力下对高性能混凝土耐久性的潜在影响。 一、无碴轨道裂缝描述 中交股份余江轨道板场在施工过程中曾经出现部分毛细裂纹，裂纹 出现的部位在轨道板中间预裂缝处居多，均呈毛细状见下图： 混凝土配合比及原材料情况 中交股份余江轨道板场CRTSⅡ轨道的混凝土采用的是弋阳海螺水 泥厂生产的P.Ⅱ42.5 级水泥拌和的混凝土，其材料组成见下表1： 表1 混凝土材料组分（kg/m3） 轨道板轨道板长6450mm、宽2450mm、厚度200mm，设10 对承轨 台，每承轨台之间设预裂缝，布有上下两层钢筋，混凝土强度等级为C55。 这些裂纹的部位都较有规律。裂纹主要有以下规律和特点：①轨道板中 间预裂缝处有与板边呈80-90 度左右的裂缝；②轨道板在起板过程中有 裂缝出现；③裂缝在轨道板存放到暂存台30分钟以内出现并逐步发展。 二、环境温度及施工工艺 冬季生产车间内白天气温约为6～15℃，夜间气温为6～10℃。浇注 轨道板混凝土在白天、夜间随即进行。 施工工艺为：浇注→振捣→收面→初凝后刷毛→覆膜养护（约16 小 时）→脱模存放→覆盖养护。 三、裂缝产生原因分析 裂缝产生的原因可分为两类：一是结构受力产生的裂缝，是由外荷 载引起的，主要是轨道板四支点高差过大后，由于轨道板自重产生，在中 间预裂缝处弯矩过大，加之预裂缝处出现变截面产生应力集中，出现受 力薄弱环节导致裂缝的出现。一般以存放时最上面的第三块轨道板较为 明显。二是材料型裂缝，是由非受力变形变化引起的，主要是由温度应力 和混凝土的收缩引起的。其中温度裂缝是轨道板前期存放出现裂缝的主 要原因之一。温度裂缝产生主要原因是由温差造成的。温差可分为以下 三种：水化热引起的混凝土内外温差、结构整体的温度升降差、结构从上 表面至下的温度递度。 3.1 真空吊起板操作不当引起的裂缝 早期由于操作人员业务不熟练，在操作真空吊具时吸盘位置有一定 偏差导致受力不均、加上操作人员起板过快，一定程度上导致裂纹的出 现。 3.2 温差产生的裂纹 （1）水化热引起内外温差 混凝土浇注初期，水泥水化过程产生大量的水化热，并且其大部分 热量是在24 小时以内放出，由于混凝土是热的不良导体，水化热积聚在 混凝土内部不易散发，常使混凝土内部温度上升，而混凝土表面温度受 室外环境温度影响，这就形成了内外温差，这种内外温差在混凝土凝结 初期产生的拉应力当超过混凝土抗压强度时，就会导致混凝土裂缝。这 种温度差可以达到20℃以上，CRTSⅡ轨道板在设计时是取了20℃的温 度差。所以初期混凝土内外应变差可达0.20‰，所以如果室内温度难以 保证，温差过大极易在预裂缝的薄弱处出现裂纹。 （2）温度递度 轨道板混凝土结构在室外存放过程中在太阳照射下，其上表面温度 高，下表面温度低，由于混凝土的热传导性能差使轨道板在沿高度方向 上存在温度递度。温度递度会导致轨道结构发生翘曲和表面出现横向裂 纹。在九月份齐河第二轨道板的一次测量中，20cm厚的轨道板在当地最 高气温为38℃时，上下表面的温差达到了15℃，变化规律近似为指数函 数曲线变化。 3.3 收缩产生的裂纹 （1）干燥收缩 干燥收缩是指混凝土硬化后，在干燥或外界温度很高的环境下，混 凝土内部的水分不断向外散失，引起混凝土由外向内的干缩变形裂缝。 （2）塑性收缩 塑性收缩是指混凝土浇注后仍处于塑性状态时，由于表面水分蒸发 过快而产生的裂缝，这类裂缝多在表面出现，形状不规则、长短宽窄不 一、呈龟裂状，深度一般不超过50mm。但当轨道板是高度很小的薄板结 构时，如果混凝土中掺有含泥量大的粉砂则可能被穿透。产生的原因主 要是混凝土浇注后3～4 小时左右表面没有被覆盖，轨道结构在温度过 高或空气流动过大导致混凝土表面水分蒸发过快，以及混凝土本身的水 化热高等原因造成混凝土产生急剧收缩，此时混凝土强度趋近于零，不 能抵抗这种变形应力而导致开裂。从混凝土中蒸发和吸收水分的速度越 快，塑性收缩裂缝越易产生。而CRTSⅡ轨道板混凝土由于为了满足流动 性，混凝土的塌落度和砂率比普通混凝土大很多，加之如果夏季施工，环 境温度过高，表面失水严重，出现裂纹。 四、裂缝防止措施 4.1 优化混凝土配合比 优化混凝土配合比是有效防止裂纹的措施之一，C55 混凝土优化可 从以下几个方面来考虑： 4.1.1降低水泥的用量。减少水泥的用量可以减小水化热，所以在满 足其他要求的时候可以采取水泥用量较少的配合方案。 4.1.2 增加粉煤灰的用量，提高粉煤灰的等级，采用等级高的粉煤灰 有减水作用，这也是有效减少水化热的措施。 4.1.3降低砂的用量和增大石用量。 4.2 改进施工工艺 4.2.1由于C55 混凝土塌落度大，混凝土在初凝前就存在泌水现象。 在初凝时混凝土内部还存在大量水份，由于环境温度高混凝土表面失水 严重，导致表面混凝土硬皮。随着水化继续，多余水份的蒸发就导致表面 产生裂纹。因此，在混凝土初凝前进行多次振捣有助于多于水份的蒸发， 破坏初凝前产生的毛细管道。浇注过程中要增加振动棒辅助进行振捣方 可密实，振捣时间应均匀一致以表面泛浆为宜，在灌注结束后用抹子拍 打容易出现裂缝的区域，表面要人工辅助压实、抹平。同时要注意不能漏 振、过振。 4.2.2即时覆膜养护。混凝土拉毛完毕后立即用塑料薄膜覆盖养护， 可以减缓混凝土表面水份的蒸发速度，避免结皮产生。 4.2.3灌注及养护过程严禁敞开门、窗，以减少空气流动，以及降低温 度，使得环境温度与混凝土芯部温度控制在20℃以内。轨道板养护时加 强对混凝土芯部及表面温度的监测，在混凝土养护处于缓慢降温时，方 可出板；第一要加强降温期间模板处的空气流通，第二保证车间内环境 温度不偏高、不偏低； 4.2.4 养护是至关重要的环节，需要保证混凝土不失水，在终凝后用 棉被覆盖养护，并根据失水状况即时补水。加强混凝土的养护管理。在混 凝土温度冷却至与外界温度相近时，方可起板存放，中交股份余江轨道 板场采用的是可根据实际情况板体温度过高可提前掀开棉被，并适当撒 水降温。轨道板脱模要在轨道板混凝土强度上升缓慢、降温缓慢阶段脱 模；保证“V”字处混凝土温度与其他混凝土表面温度一致；轨道板运至毛 坯板存放区时进行洒水养护。（如图） 4.2.5 脱模时，真空吊操作司机要缓慢操作，要保证模型四角支撑稳 定，在出板时要求模型稳定，油缸升降同步，要求首先点动使模型与混凝 土分离，然后再匀速出模； 五、裂缝修补的措施 5.1 干缩出现裂缝的修补 干缩出现裂缝的时间一般在1.5～2 天之间（高温干燥环境），此时需 要采取补救措施来修补裂缝。其施工方法简单，效果可靠。方法是先用水 泥粉填充裂缝，然后用PT 型裂缝修补剂进行涂刷，最后用湿土工布覆盖 养护。 5.2 预裂缝处裂纹的修补 5.2.1材料和机具 修补粉：专门用于混凝土的高分子材料，具有良好的粘结力和耐久 性，并且固化后与混凝土颜色接近，与乳胶的配合比例为1：1. 修补胶：一种专门用于修补混凝土结构的高分子材料，具有较强的 粘结力、很好的耐久性和可操作性。既可以单独使用又可以与粉按照比 例配合后进行使用。 机具：毛刷、搅拌工具、砂纸等手工工具。 5.2.2修补原理 混凝土结构修补复合材料中含有一定量的聚丙烯单丝纤维，它具有 很好的握裹性，同水泥砂浆有更紧密的结合力，可以迅速而轻易的与混 凝土材料结合，分部非常均匀，能在混凝土内部构成均匀的多向支撑体 系，这种多向分布形式大大消弱了混凝土塑性收缩和冻融时的应力，混 凝土的收缩能量能被分散到一定量且具有高抗拉强度而弹性模量相对 较低的纤维单丝上，从而极为有效的增强了修补处混凝土的韧性，拟制 了微细裂纹的产生和发展。 5.2.3 材料特点 修补粉是加有多种添加的粉状材料，与修补胶结合后具有粘结力 强、抗压强度高、防水性强的特点。 粉与胶结合后形成一定强度柔性复合材料，可对预裂缝形成粘连封 闭。 修补胶能提高修补后的耐水性和耐候性。 5.2.4 预裂缝修补工序 检查裂纹→裂纹处理→涂刷乳胶→配置修补胶→修补→修补后处 理→保护。 检查：在裂纹修补前，对修补部位的裂纹进行观测，并将裂纹进行全 面检查，确定裂纹宽度、长度等情况，并做好相应的标识记录。 裂纹处理：用清水将需修补的轨道板预裂缝裂纹处不小于2.5cm 宽 范围内的混凝土表面冲洗干净，清除裂纹表面的灰尘，浮渣等污物，如混 凝土表面有油污应用丙酮清洗干净，以增加修补层与基面粘度，防止脱 层。 涂刷乳胶：有毛刷将修补胶延裂纹方向涂刷在裂纹不小2cm 宽度范 围内的表面上。 配置乳胶：将修补粉与修补胶1:1 的比例进行配置并混合均匀，一次 配置不宜过多，30 分钟内用完即可。 修补：使用毛刷将修补胶涂刷在预裂缝处，遵循由低到高、由一段到 另一端的原则进行涂刷。 修补后处理：确定修补剂硬化后，使用砂纸对修补表面进行打磨处 理，待有关人员检查合格后转入下一裂纹修补。 保护：已完成修补的轨道板做好保护工作，防止其他工序对成品板 的污染和损坏；修补未硬化前防止雨淋，如果一旦发生应及时处理 5.3修补标准： 5.3.1 修补的材料品种、质量均符合设计要求并有产品证书，必须按 产品组合配套使用。 5.3.2 修补材料与轨道板混凝土之间必须粘结牢固，严禁起皮、掉粉、 漏刷和透底。 5.3.3 配置的修补剂颜色要均匀一致。 5.3.4 进行打磨处理后，表面要平整。 结束语：总之,在CRTSⅡ型轨道板的预制过程中，尽可能多地采取 一些措施，以减少温差避免这些裂缝的出现。以上是我对CRTSⅡ型轨道 板裂缝出现的原因分析及预防措施的探讨，如有不当之处还请同事、专 家们多多指正。 参考文献 [1]铁建设【2004】157 号，京沪高速铁路设计暂行规定【S】 [2]混凝土结构设计原理。重庆大学出版社 [3]TZ210-2005《铁路混凝土工程施工技术指南》 |
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