趙鈺亭

（中鐵十五局集團(tuán)路橋建設(shè)有限公司，南京 210031）

1 引言

格庫(kù)鐵路連接青海省格爾木市和新疆庫(kù)爾勒市，是西部鐵路網(wǎng)的重要組成部分，對(duì)促進(jìn)青海、新疆兩省區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源互補(bǔ)以及加強(qiáng)民族團(tuán)結(jié)建設(shè)具有重大的意義。中鐵十五局集團(tuán)路橋建設(shè)有限公司于2016—2019年期間為格庫(kù)鐵路青海段提供優(yōu)質(zhì)的混凝土軌枕，為西部鐵路建設(shè)做出了較大的貢獻(xiàn)。

混凝土軌枕作為鐵路施工重要的預(yù)制構(gòu)件，承擔(dān)將列車(chē)荷載分散傳遞到路基主要作用，產(chǎn)品質(zhì)量要求較高，需要具備良好的力學(xué)性能和耐久性能，在保證列車(chē)運(yùn)行平穩(wěn)、安全舒適的同時(shí)，還要具備滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求的外觀質(zhì)量，使其和鐵路沿線的其他建筑物共同構(gòu)建起美麗的鐵路風(fēng)景。在軌枕生產(chǎn)過(guò)程中因?yàn)槭┕きh(huán)境、工藝操作等因素影響，會(huì)生產(chǎn)出一些不影響使用但存在外觀質(zhì)量缺陷的產(chǎn)品。如果對(duì)該類(lèi)產(chǎn)品不加以控制解決，并放任流入鋪軌工序，此類(lèi)產(chǎn)品的缺陷會(huì)在使用過(guò)程中受到車(chē)輛荷載及惡劣的氣候環(huán)境等因素的影響，發(fā)展擴(kuò)大，影響軌枕使用性能，造成列車(chē)運(yùn)行事故隱患。

2 施工環(huán)境及生產(chǎn)工藝

2.1 施工環(huán)境

中鐵十五局集團(tuán)路橋建設(shè)有限公司制枕場(chǎng)施工現(xiàn)場(chǎng)位于格庫(kù)鐵路起點(diǎn)格爾木市南山口，海拔3 080 m，氣候異常惡劣且復(fù)雜多變，因常年受風(fēng)蝕的影響，氣候干燥，晝夜溫差大，進(jìn)入10月份夜間氣溫就已處于零下。同時(shí)受客觀因素的影響，維持正常生產(chǎn)所必需的水、電的供應(yīng)有時(shí)不能得到很好的保障。在此種惡劣環(huán)境條件下進(jìn)行施工，施工質(zhì)量的控制工作將面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。特別是在進(jìn)行冬季施工時(shí)，施工單位缺乏足夠的冬季施工經(jīng)驗(yàn)，造成了一些因冬季施工措施控制不當(dāng)而引起的產(chǎn)品外觀質(zhì)量缺陷。

2.2 生產(chǎn)工藝

1）產(chǎn)品類(lèi)型：本場(chǎng)為格庫(kù)鐵路供應(yīng)的軌枕有Ⅲa型軌枕（專(zhuān)線3393）、新II型軌枕（研線0322）、新Ⅲ型橋枕（專(zhuān)線3348-I）等。

2）配合比的選用：配合比采取低砂率、低水膠比及高設(shè)計(jì)強(qiáng)度的干硬性混凝土；配合比為本場(chǎng)試驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)，制作了耐久性試件，并通過(guò)了國(guó)家鐵路產(chǎn)品監(jiān)督檢驗(yàn)中心耐久性指標(biāo)的檢驗(yàn)[1]。

3）原材料的選用：粗骨料選用的是當(dāng)?shù)禺a(chǎn)粒徑為5~20 mm的連續(xù)級(jí)配花崗巖碎石，技術(shù)指標(biāo)符合TB/T 3275—2018《鐵路混凝土》的要求；細(xì)骨料選擇的是宏揚(yáng)砂石料銷(xiāo)售有限公司產(chǎn)的中粗砂，細(xì)度模數(shù)在2.6~3.2，技術(shù)指標(biāo)符合TB/T 3275—2018《鐵路混凝土》的要求；水泥采用的是祁連山水泥廠生產(chǎn)的低堿42.5R級(jí)普通硅酸鹽水泥，堿含量的控制為不大于0.6%，其余技術(shù)指標(biāo)符合TB/T 3275—2018《鐵路混凝土》技術(shù)要求；外加劑采用的是貴州凱襄新材料有限公司生產(chǎn)的高效減水劑；粉煤灰采用的是蘭州金建捷公司提供的Ⅰ級(jí)優(yōu)質(zhì)粉煤灰，技術(shù)要求符合TB/T 3275—2018《鐵路混凝土》的要求；拌和用水采用的是南山口地下水。

4）生產(chǎn)工藝：（1）混凝土的攪拌采用自動(dòng)化程度較高的雙臥軸強(qiáng)制式攪拌站，原材料采用電子配料系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)量，在配料精度上完全滿(mǎn)足混凝土配料計(jì)量精度要求，攪拌時(shí)間控制為130~180 s；（2）混凝土料出機(jī)后進(jìn)入停放于拌和站出料口下的灌注車(chē)，灌注車(chē)運(yùn)行至鋼模上方進(jìn)行混凝土灌注；（3）采用強(qiáng)力普通振搗（振搗時(shí)間不小于2 min）及二次加壓振搗（振搗時(shí)間不小于1 min），加壓振搗壓力不小于3 000 Pa；（4）采用蒸汽養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)過(guò)程中靜停時(shí)間不小于3 h，升溫、降溫速率不大于5℃/20 min，混凝土芯部溫度不大于55℃；（5）采用回松應(yīng)力方式進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的放張，放張前混凝土強(qiáng)度不小于48 MPa。

3 質(zhì)量通病分析及解決措施

通過(guò)對(duì)本制枕場(chǎng)為格庫(kù)鐵路生產(chǎn)供應(yīng)軌枕的外觀質(zhì)量缺陷產(chǎn)品進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，軌枕的外觀質(zhì)量通病類(lèi)型有氣孔、蜂窩、干灰、油粉肩、粘皮、混凝土剝落等。本文對(duì)所發(fā)生的外觀缺陷進(jìn)行分析并提出相應(yīng)的解決措施。

3.1 氣孔、蜂窩

3.1.1 表現(xiàn)形式及形成原因

軌枕脫模后，在軌枕兩側(cè)和端部的隨機(jī)部位出現(xiàn)局部大小不一的孔洞（常見(jiàn)的孔洞直徑小于10 mm，部分嚴(yán)重缺陷直徑可達(dá)20 mm），經(jīng)分析，主要形成原因如下：

1）混凝土拌制過(guò)程中用水量不足或外加劑減水效果差，新拌混凝土流動(dòng)性達(dá)不到施工要求，在振動(dòng)操作時(shí)有些部位混凝土振動(dòng)不密實(shí)，水泥漿體不足不能填充該部位，形成氣孔蜂窩缺陷。

2）鋼模底部加強(qiáng)筋脫焊或缺失，不能完整地將振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)力傳遞至模型體，導(dǎo)致鋼模部分部位混凝土接受的振動(dòng)力不足，混凝土振動(dòng)不密實(shí)形成氣孔蜂窩。

3）混凝土振動(dòng)臺(tái)在長(zhǎng)期連續(xù)工作過(guò)程中，振動(dòng)臺(tái)底部支撐彈簧變形造成振動(dòng)臺(tái)工作面沒(méi)有處于同一高度，導(dǎo)致鋼模在進(jìn)行混凝土振動(dòng)操作時(shí)受力不勻，發(fā)生鋼模局部混凝土振動(dòng)效果差，從而形成氣孔蜂窩缺陷。

3.1.2 預(yù)防及解決措施

1）選用減水率滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求的外加劑，經(jīng)常檢測(cè)骨料含水率，確?；炷潦┕び盟糠吓浜媳纫?，按照規(guī)定的頻次檢測(cè)新拌混凝土坍落度，發(fā)現(xiàn)偏離施工要求時(shí)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，確保混凝土流動(dòng)性滿(mǎn)足施工要求。

2）對(duì)在用的鋼模底部加強(qiáng)筋進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)存在脫焊或缺失情況及時(shí)修復(fù)，保證鋼模在振動(dòng)過(guò)程中的振動(dòng)力能被傳遞到模型的每一個(gè)部位。

3）定期檢查振動(dòng)臺(tái)支撐彈簧的狀況，發(fā)現(xiàn)變形及時(shí)更換，確保振動(dòng)臺(tái)工作面處于相同水平位置，使鋼模在振動(dòng)過(guò)程中均勻受力。

3.2 干灰

3.2.1 表現(xiàn)形式及形成原因

軌枕脫模后，在軌枕兩側(cè)底邊的隨機(jī)部位有小面積沒(méi)有凝結(jié)的砂石顆粒，造成和軌枕其余光滑的外觀表面的巨大反差；另一種形式為，軌枕脫模后，在軌枕表面的任意部位，同樣有小面積沒(méi)有凝結(jié)的砂石顆粒，但其間混雜有未充分凝結(jié)、強(qiáng)度較低水泥漿。經(jīng)分析，主要形成原因如下：

1）在混凝土振動(dòng)過(guò)程中，因軌枕混凝土量欠缺需要添加混凝土，往模型內(nèi)添加混凝土?xí)r，所添加的混凝土因放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)部分失效，失效部位不能正常凝結(jié)形成干灰。

2）混凝土攪拌時(shí)間過(guò)短，沒(méi)有充分?jǐn)嚢杈鶆?，造成混凝土?nèi)局部骨料與水泥漿體不能充分接觸，從而不能凝結(jié)產(chǎn)生強(qiáng)度形成干灰。

3）在進(jìn)行冬季施工時(shí)，因河砂含有水分，氣溫過(guò)低及沒(méi)有對(duì)河砂進(jìn)行有效保溫，河內(nèi)結(jié)冰，在拌和過(guò)程中加熱的拌和水沒(méi)有將冰團(tuán)充分溶解，混凝土經(jīng)過(guò)蒸汽養(yǎng)護(hù)后冰團(tuán)水分蒸發(fā)形成干灰缺陷。

3.2.2 預(yù)防及解決措施

1）控制好混凝土拌和方量，每套模型內(nèi)全部采用新拌混凝土，盡量不采用放置的混凝土。如遇特殊情況必須采用放置的混凝土作為添加料時(shí)，要保證添加料放置時(shí)間不能超過(guò)20 min且隨時(shí)進(jìn)行人工翻拌，以保證添加料具備正?；炷恋男阅堋?/p>

2）在不影響生產(chǎn)節(jié)奏的情況下，將混凝土拌和時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)，保證混凝土所有原材料得到充分拌和。

3）在冬季施工期間，嚴(yán)格按照冬季施工措施對(duì)拌和用水和骨料進(jìn)行加溫防凍，也可提前要求河砂供應(yīng)商存料濾水至干燥狀態(tài)，防止河砂含水受凍結(jié)冰，影響混凝土質(zhì)量[2]。

3.3 油粉肩

3.3.1 發(fā)生的部位及產(chǎn)成原因

1）在生產(chǎn)過(guò)程中，脫模劑濃度過(guò)高，對(duì)模型噴涂脫模劑時(shí)脫模劑溶液積存在軌枕?yè)跫缥恢眯纬蛇^(guò)厚的油脂隔離層，污染軌枕?yè)跫缭斐捎图纭?/p>

2）在對(duì)模型噴涂脫模劑的過(guò)程中因噴頭堵塞或噴頭孔過(guò)大，在鋼模擋肩部位沉積，混凝土灌注入鋼模后，擋肩部位混凝土遭到破壞，導(dǎo)致粉肩缺陷的產(chǎn)生。

3.3.2 預(yù)防及解決措施

1）按照脫模劑產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)及使用經(jīng)驗(yàn)兌制濃度適宜的脫模劑溶液，確保噴涂脫模劑后在混凝土和鋼模間能形成最佳的隔離效果。

2）定期對(duì)噴涂裝置的噴頭進(jìn)行檢查或更換，確保噴頭進(jìn)行脫模劑噴涂時(shí)達(dá)到霧狀效果，避免在鋼模擋肩部位形成積液，對(duì)形成積液的采用毛巾擦干凈。

3.4 粘皮

3.4.1 發(fā)生的部位及形成原因

1）脫模劑產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)不到要求，不能在混凝土和鋼模之間形成良好的隔離層，混凝土在凝結(jié)過(guò)程中水泥漿黏附在鋼模上，脫模后形成粘皮缺陷，應(yīng)該光滑的軌枕表面遭到破壞。

2）未按照產(chǎn)品說(shuō)明和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行脫模劑溶液兌制，造成脫模劑溶液濃度降低，影響了隔離效果，導(dǎo)致軌枕粘皮缺陷產(chǎn)生。

3）在對(duì)鋼模進(jìn)行脫模劑噴涂作業(yè)時(shí)，因噴頭方向偏移或噴頭堵塞，個(gè)別部位的鋼模未噴涂到脫模劑導(dǎo)致該部位沒(méi)有脫模劑形成的隔離層，造成鋼模局部粘漿形成粘皮缺陷。

4）混凝土進(jìn)入養(yǎng)護(hù)坑在靜置養(yǎng)護(hù)期間，因空氣干燥導(dǎo)致混凝土表面嚴(yán)重失水，接近上表面的混凝土不能產(chǎn)生有效的水化反應(yīng)，與鋼模接觸部位的混凝土遭到破壞，水泥漿黏附在模型上，脫模后在沿軌枕下邊部位形成長(zhǎng)條形的粘皮缺陷。

3.4.2 預(yù)防及解決措施

1）采用質(zhì)量滿(mǎn)足使用要求、脫模效果好的脫模劑產(chǎn)品，保證混凝土和鋼模的隔離效果。

2）按照使用說(shuō)明書(shū)及積累的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行脫模劑溶液兌制，確保脫模劑溶液濃度，保證脫模劑的隔離效果。

3）經(jīng)常性的檢查脫模劑噴涂裝置，保證噴頭達(dá)到霧狀噴涂的效果及正確的噴涂方向，確保鋼模內(nèi)的每一部位的脫模劑都能?chē)娡康轿弧?/p>

4）混凝土進(jìn)入養(yǎng)護(hù)坑養(yǎng)護(hù)前，對(duì)混凝土表面進(jìn)行適量灑水操作，如遇班中維修設(shè)備或交接班等時(shí)間較長(zhǎng)的情況，在進(jìn)行灑水操作后還需在混凝土表面覆蓋塑料薄膜，以保證混凝土濕度，使混凝土具備正常水化反應(yīng)條件。

3.5 混凝土剝落

3.5.1 產(chǎn)生部位及形成原因

混凝土剝落缺陷多發(fā)生在軌枕標(biāo)志周邊，主要表現(xiàn)在軌枕型號(hào)廠家標(biāo)志四周混凝土遭到小面積的破壞，發(fā)生混凝土剝落現(xiàn)象。分析其形成原因如下。

1）體現(xiàn)軌枕型號(hào)、廠家及生產(chǎn)年份信息的標(biāo)志牌為1 mm厚，長(zhǎng)寬尺寸為125 mm×70 mm的薄鐵皮，采用螺桿安裝在模型上，使用一段時(shí)間后，標(biāo)志牌與模型間的縫隙受混凝土擠壓，造成標(biāo)志牌變形，脫模過(guò)程中標(biāo)志牌變形部位混凝土遭到破壞，導(dǎo)致剝落缺陷發(fā)生。

2）標(biāo)志牌部位脫模劑噴涂不充分，標(biāo)志牌部位與混凝土間隔離效果差，導(dǎo)致脫模時(shí)標(biāo)志牌周邊混凝土漿體黏結(jié)力過(guò)大遭到破壞，形成剝落缺陷[3]。

3.5.2 預(yù)防和解決措施

1）加強(qiáng)對(duì)軌枕標(biāo)志牌檢查力度，發(fā)現(xiàn)有混凝土漿進(jìn)入標(biāo)志牌和模型間縫隙造成標(biāo)志牌變形情況，進(jìn)行混凝土漿清理、標(biāo)志校正或更換變形嚴(yán)重的標(biāo)志牌的操作，保證標(biāo)志牌具備平整的形狀，減少破壞標(biāo)志牌周邊混凝土的現(xiàn)象。

2）對(duì)軌枕標(biāo)志牌部位進(jìn)行加重涂刷脫模劑的操作，降低混凝土在標(biāo)志牌部位的黏結(jié)力，順利脫模，避免標(biāo)志牌周邊混凝土剝落缺陷的發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

質(zhì)量是企業(yè)的生命，作為任何一種產(chǎn)品，必須保證外美內(nèi)實(shí)。產(chǎn)品不僅要有良好的使用性能，同時(shí)外觀質(zhì)量也有等同于內(nèi)在質(zhì)量同樣的重要性。通過(guò)在格庫(kù)鐵路幾年的施工，技術(shù)人員在生產(chǎn)軌枕的過(guò)程中，從發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量到對(duì)質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行分析并總結(jié)出防治措施，具備了生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)混凝土軌枕的實(shí)力，提高了企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)能力。