高速铁路混凝土质量控制与研究

高速铁路混凝土质量控制与研究

赵祖林

中交二公局铁路工程有限公司，陕西 西安 710000 摘要：本文以高速铁路混凝土质量控制为研究对象，分析介绍了制度管理、人员素质及责任心、原材料选定、配合比设计、拌和设备的管理、拌合物性能检测、材料进场质量控制等重点方面的问题，进行混凝土质量控制与研究。 关键词：高速铁路 混凝土 质量控制 原材料稳定 配合比设计 前言：混凝土施工在高速铁路工程中占比非常大，路基少，桥隧多，混凝土施工质量对高速铁路建设至关重要。京雄城际铁路建设标准高，技术要求及质量目标高，就耐久性混凝土自身质量控制方面，施工过程中建立了体系管理制度、强化管理，加强人员培训、提升综合素质，原材料的选定、源头控制，配合比设计和过程优化，拌和设备的管理，施工过程混凝土拌合物性能检测及进场原材料控制等质量保证措施，达到“精品京雄”的目标。

1 建立体系管理制度、强化管理

混凝土工程是复杂而系统的工程，从材料选定及进场、适配、选定配合比、施工配合比、拌和、运输、入模、振捣、养护等，每一环节均要质量控制。项目进场后，执行标准化管理，制定了《项目技术质量管控中心实施细则》等一系列质量控制和考核体系，并明确各部门职责，处罚和奖励标准；成立了“QC”质量小组，开展混凝土质量QC活动，执行PDCA质量管理循环，月底进行通报。技术是质量的基础，管理是技术落地的保障。根据工程量，项目经理部成立了1个中心试验室，2个拌和站检测组，1个梁场试验室，实行扁平化管理，细化了试验室管理细则、职责、权限，分别对进场原材料、半成品及混凝土质量进行试验检测。 2 加强人员培训、提升综合素质

认真开展培训、配齐人员、明确职责，在开工前及施工过程中，制定和完善试验检测培训计划并实施到位。由中心试验室及检测中心的专家多层次专门培训，一是体系制度及建设单位的文件宣贯，提高员工思想认识；二是标准规范的培训，提高员工的行为规范；三是实操培训，提高员工的动手能力；四是施工中混凝土质量控制、存在问题、分析问题、解决问题的能力培训。在人员配备方面依照建设单位文件要求中心试验室不少于10人，各拌和站设置检测组，每检测组不少于5人。实际根据工程量及工期情况，特别是混凝土出场检验、入模检测坍落度和含气量、粉煤灰车检、砂石料检测频率加大的情况下，实际检测组配置10人以上。

3 原材料的选定、源头控制

原材料在招标选定前，必须对料源进行考察。混凝土原材料的质量直接关系到工程成本及高性能混凝土的质量，因此对砂石料场认真进行了筛选，统一规定均需使用反击破碎的石子，粒形和级配均有统一的规格及要求。砂使用选定的洁净、颗粒坚固的河砂，水泥、粉煤灰均是具有较大生产规模的、信誉较好的厂家。外加剂选择经过认证且有较好售后服务能力的厂家，避免因材料变化，造成混凝土性能不满足要求的情况下，能及时调整。因此，提前做好充分准备，配合严格的过程控制，以避免施工过程中原料供应不足、质量不达标等不可控局面。

4 配合比设计和过程优化

配合比设计，首先查询设计图纸及现行验收标准、规范等，京雄城际铁路六标段地质环境复杂，有碳化环境、化学侵蚀环境、盐类结晶环境、氯盐环境等，在配合比设计和检测项目中，必须考虑齐全，制定配合比设计参数表。

根据桥梁的结构部位及施工工艺，结构设计使用100年，根据设计，计算出适配强度，确定水胶比和用水量，选定合适的砂率、计算出基准配合比进行多组平行试验。对特殊环境要求的结构物，还要考虑其耐久性指标，如京雄城际铁路六标段的C35桩基，环境为H1、Y1、T2，设计的常规参数为强度、容重、坍落度、扩展度、凝结时间、含气量、电通量、氯离子含量、碱含量、三氧化硫含量，还要考虑抗盐类结晶干湿循环数、胶凝材料抗蚀系数、气泡间距系数等指标。

因京雄城际铁路项目以精品工程为目标，对混凝土质量控制尤为重要。每次混凝土开盘后，均要求检测组进行砼拌合物性能检测，合格后进行施工。坍落度试验，是检测混凝土拌合物性能的重要指标，通过坍落度试验，可以判断混凝土的工作性，即粘聚性、流动性、保水性，是否离析泌水等状态，只有粘聚性好、保水性好、流动性好（桩基和箱梁）的混凝土，才是达到清水混凝土的前提要求。试验员每天对浇筑结构物混凝土进行检测，上传管理群，领导时时掌握混凝土质量状态，加强协调与管控。通过检测结果做到以下两点确保混凝土质量的稳定：

一是总结试验过程中原材料对混凝土拌合物性能的影响，进行分析，形成报告，经集体商讨研究后，会同项目物设部对供应商提出相应要求，确保原材料的稳定性。

二是不断优化混凝土配合比参数，当材料出现波动时，选择适合该材料的配合比。同时，在强度、耐久性统计分析后，在保证质量的前提下，达到经济节约的目的。

5 混凝土拌和设备管理

目前高速铁路对拌合设备要求高，计量系统精准，基本均能满足高性能混凝土生产。试验组按周期检定计划对拌和机计量系统进行检定，同时自购砝码定期复核、校准，拌和站计量按照铁路总公司要求进行信息化管理，时时上传系统平台。

本项目总体超标报警率低，报警率0.02%，针对每次拌和站材料超标报警，检测人员第一时间对其处置，初级和中级报警，拌合物性能检测合格后，正常使用，并留置试件测试强度；对于高级报警，废弃或用于临建。对报警进行原因分析、制定整改措施、整改结果、拌合物性能测试，建立台账，动态分析，改进设备。

冬季施工时，拌和站采用锅炉取暖，骨料仓底部提前预埋了暖水管道，仓内搭设篷布；拌和楼内采用暖气设备保证10℃以上，水可加热至80℃，外加剂内安装空调和暖水管道，桶外侧保温材料包裹，确保外加剂不受冻。通过热工计算，对水温进行调整，运输车进行包裹，确保出机温度大于10℃，入模温度大于5℃。

6 施工过程混凝土质量控制

开盘前测粗、细集料含水量，换算成施工配合比，过程中严格控制，每次开盘必须配置2名试验人员，拌和站1名，现场1名。拌和站试验员对混凝土拌合物进行出厂检验，到达现场后，现场试验员对每车混凝土再进行入模检测，符合要求后浇筑，保持前后场信息畅通。对不符合要求的，及时查明原因，进行调整，不合格的混凝土坚决不得用于实体中。

针对施工过程中出现的桩基缺陷，结构物表面出现砂线、蜂窝、麻面、色泽不均等外观缺陷，综合因数很多，有施工因数、有模板的因数、有振捣的因数、有养护的因数、有混凝土拌合物性能的因数等，重点分析研究因混凝土拌合物性能引起的缺陷及改进措施。

试验人员对拌合物性能每天抽检，通过大量的检测数据分析，影响拌合物性能最重要的因素归为：水洗碎石含水量变化较大、季节转换时外加剂与胶凝材料的适应性、细骨料细度模数差异较大时（含泥量大）、石粉含量较大时、粉煤灰的需水量比变化较大时，对混凝土质量产生较大影响。特别是粉煤灰实行车检制度，检测细度、烧失量、需水量比、观察对比样品色泽，都要经过调整外加剂来适应，决不能改变用水量来调整混凝土的流动性，可能会导致混凝土包裹性差、粘聚性差、离析泌水等。因此，原材料稳定，是混凝土拌合物性能良好的基础。

原则上混凝土理论配合比根据砂、石含水量换算成施工配合比后，按施工配合比生产即可。但实际施工中因原材料不稳定或管理不到位，造成混凝土拌合物性能不稳定，常出现离析泌水、或干硬无流动性、或松散粘聚性差等状态，不仅给试验人员造成极大的解决难题，有些突发情况可能会造成质量缺陷或经济损失。针对这种情况，需要经验丰富的试验人员及时分析、处理，找到正确的解决措施。

6.1 严格控制碎石石粉含量、砂含泥量。

石粉含量和含泥量大，是有害物质，必须清仓，否则按配合比施工，坍落度小、无流动性，坍落度损失大。进场材料先验收外观质量，不合格不进场，每批材料通知试验室检验，合格后使用。

6.2 认真测试集料含水量、真实掌握用水量与理论用量的差异，出现拌合物性能异常时，不能真实掌握用水量数据，会误判调整的方向。

6.3 砂、石料分仓堆放，有序使用，不得随进随用。

拌和站材料进场时，收料人员首先对其外观质量检查，发现含泥量、泥块含量明显超标的，禁止验收，对有怀疑的材料，通知试验人员检测后确定处理办法。由于最近几年，环保要求较高，关闭了部分河砂的开采，资源相对紧张，通过外观检查，对比样品，避免不同产地不同规格的河砂进场并混堆。检测合格进场后，根据材料的使用仓和备料仓分别堆放，运输车司机不得随意卸料，特别是水洗碎石和前期碎石严禁混堆，水洗碎石，含水量变化大，施工控制难度大。

6.4 材料料源不一致，质量差异大。

由于市场材料紧张，材料来源不一致，收料员没有分仓储存。施工中混凝土拌合物性能时好时坏，不稳定，造成墩身外观色差、局部砂线等缺陷。

6.5 粉煤灰质量的稳定。

粉煤灰的细度、需水量、烧失量实行车检，检测合格后卸料。通过检测发现，粉煤灰的需水量差异大，导致混凝土用水量加大，对混凝土性能带来危害。水胶比增大，每方混凝土中的游离水就增加，混凝土的保水性就差，会造成墩身砂线的出现。每批进场粉煤灰的颜色不一致、混凝土拌合物坍落度不稳定都造成混凝土外观色泽不均。通过每车检测，并留样比较，确保颜色一致，各项指标合格、稳定。

6.6 外加剂质量符合规范及混凝土配合比要求。

外加剂是当前生产高性能混凝土的关键添加剂，选择产品性能良好、信誉高、服务及时的生产厂家很重要。针对每批进场的外加剂进行检测，对其减水率、1小时坍落度损失、与水泥的相容性等关键指标认真试验，同时进行混凝土配合比复核性试验。 结束语：

总之，生产高性能混凝土，保证混凝土质量，一是要有勤奋能吃苦、责任心强、业务过硬的专业人员；二是要有强有力的质量管控体系，奖罚落实到位，并有效运行；三是要有稳定合格的原材料，物质有保障；四是要确保混凝土拌合物性能良好，加强过程检测。

参考文献: [1]《铁路混凝土施工质量验收标准》TB 10424-2018.

[2]《铁路混凝土》TB/T 3275-2018.

[3]《铁路混凝土工程施工技术规程》Q/CR 9207-2017.