本发明涉及一种区间及站场(含岔区)无砟轨道底座板和道床板高性能混凝土工艺，适用于高速铁路双块式无砟轨道底座板和道床板的施工场所。
背景技术：
高速铁路区间及站场(含岔区)无砟轨道底座板和道床板混凝土是一种质量控制要求高的高性能混凝土，设计强度为C40T2，要求骨料分布均匀、无离析泌水（即混凝土浇注振捣密实后应该处于均匀状态）、后期无开裂、耐久性好等。为了方便混凝土质量控制，目前普遍采用河砂配制，山区由于河砂稀少，混凝土生产成本过高。人工砂料源分布广泛，加工运输成本较低，但由于受多种因素的影响，配制的混凝土要达到上述要求有很多困难，除了要拥有性能稳定的人工砂来保证混凝土质量之外，还需要成熟的施工工艺。人工砂高性能混凝土的施工质量与混凝土自身性能和施工工艺等密不可分。从现场施工情况来看，要从人工砂加工质量及控制方法、配合比设计控制、拌和过程控制、浇注、养护控制这五方面来保证混凝土的施工质量。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：提供一种人工砂配制高速铁路无砟轨道高性能混凝土工艺，以克服现有技术中存在的山区施工普遍采用河砂配制CRTS-Ⅰ型高速铁路双块式无砟轨道底座板和道床板高性能混凝土导致的成本过高等不足。
本发明提出的技术方案是：它包括无砟轨道高性能混凝土用人工砂质量要求及控制方法、配合比设计控制、拌和过程控制、浇注、养护控制；配合比设计时遵守低胶材、低砂率、低坍落度、高含气量的总体原则；人工砂要求级配良好，细度模数控制在2.8～3.3，人工砂水洗后石粉含量控制在5%～8%；采用“二次加工”方式控制人工砂的含泥量，即先筛选干净的母岩进行碎石加工，然后选用干净的碎石再进行人工砂生产；人工砂含泥量控制要求MB值检测结果小于1.40。
冬季施工时优先采用对拌和水进行加热处理，加热后的水温控制在50℃～70℃；碎石、砂提前2天放入料仓，拌和前温度不低于0℃、外加剂放在库房内保温不结晶；搅拌时间较常温施工延长50%，实际控制在3min。
混凝土出机温度不低于10℃；强度等级为C40混凝土水胶比≤0.40，坍落度控制在140mm以下，含气量控制在3.0～4.0%。
在环境温度超过30℃的条件下，坍落度不大于160mm。
混凝土采用龙门吊配合料斗施工；夏季浇筑时间选择在每日气温较低时间段，浇筑环境温度不宜超过30℃；冬季选择在每日气温较高时间段，当环境气温低于3℃时，应停止路基和桥梁段无砟轨道混凝土浇注。
混凝土浇筑时实行分层连续浇筑，浇筑后及时进行抹面处理，抹面次数不少于4遍。
混凝土达到初凝状态后，即开始喷水雾养护，至混凝土终凝时，改为洒水养护，并且覆盖。
混凝土养护期间，要求道床板表面温度不低于5℃；当气温低于5℃时，不采用浇水自然养护方法；当遇到气温连续3天低于5 ℃、下雪、冰冻天气时，采取添加棉被，或搭设保温棚，或配备加热设备进行保暖，确保混凝土不受冻。
通过采用以上方案，解决了山区施工普遍采用河砂配制CRTS-Ⅰ型高速铁路双块式无砟轨道底座板和道床板高性能混凝土导致的成本过高问题，不仅保证了高性能混凝土的质量，并且大大降低了混凝土生产成本。
具体实施方式
本发明的实施例：本工艺包括区间及站场(含岔区)无砟轨道高性能混凝土用人工砂质量要求及生产质量控制方法、配合比设计控制、拌和过程控制、浇注、养护控制。具体如下：
第一、砂的级配合理与否直接影响到混凝土拌和物的综合性能。合理的砂子级配，可以减少拌和物的用水量，得到流动性、均匀性及密实性均较佳的混凝土，同时达到节约水泥的效果。采用特别粗的砂拌制的混凝土和易性较差，拌和物易分离，混凝土泌水性较大，采用细砂或特细砂配制的混凝土虽然和易性好，但其比表面积大，使用水量及胶材用量增加，混凝土易开裂。而采用细度模数为2.8～3.3级配良好的中粗砂拌制的混凝土和易性良好，强度也较高。
由于无砟轨道混凝土综合性能要求高，配合比设计时胶材用量不高。石粉作为一种隋性材料，细度很小，不但补充了混凝土中缺少的细颗粒，减少了泌水和离析；而且石粉和胶材形成柔性的浆体，增加了混凝土的浆量，改善了混凝土的和易性；石粉控制在5%～8%对混凝土的各项性能影响较小；如果低于5%，以目前普遍配置的加工系统，就必须加大水洗力度，造成的直接结果是砂的细度模数会增大，级配明显变差，对混凝土的和易性会产生不利的影响；当超过8%时，会明显增加混凝土后期开裂的风险。
第二、人工砂中含泥对高性能混凝土各项指标都是极大的伤害，不仅强度会大幅底降低，耐久性根本无法保证，而且对外加剂的影响也非常明显，造成混凝土拌和物工作性差，现场施工困难。因此,无砟轨道混凝土施工所采用的人工砂需严格控制含泥量，即MB值检测结果必须小于1.40，否则不允许用于无砟轨道混凝土拌制。为了较好控制人工砂的含泥量，采用“二次加工”方式，控制自制砂含泥量，即先筛选干净的母岩进行碎石加工，然后选用干净的碎石进行人工砂生产，从而避免人工砂含泥的问题。
第三、为了较好控制混凝土质量，保证混凝土耐久性，配合比设计时必须遵守“三低一高(低胶材、低砂率、低坍落度、高含气量）”的总体原则，现场采用航吊配合料斗施工，原则上不考虑泵送施工工艺。
第四、所述混凝土冬季施工优先采用了对拌和水进行加热处理，加热后的水温控制在50℃～70℃。
碎石、砂也采取措施保证其不受冻，温度在0℃以上,为了确保进入拌和机的骨料没有冰块、雪团。所有材料需提前2天放入料仓。料仓排水通畅,不能产生积水现象，雨雪天气禁止进料。
外加剂放在库房内进行保温，确保外加剂不结晶，禁止采取直接加温措施。
适当延长混凝土拌和时间，搅拌时间较常温施工延长50%，实际控制在3min。
适当调整投料顺序，顺序为先投骨料和已加热的水，搅拌均匀后，再加水泥搅拌。避免被加热的水与水泥直接接触产生“假凝”现象。
加强混凝土出机温度监测，要求日常每工作班不少于2次，温度较低时，每工作班不少于3次。保证混凝土出机温度最低不能小于10℃。
严格检测出机混凝土拌和物性能，选用较小的水胶比（强度等级为C40混凝土水胶比≤0.40）和坍落度，坍落度控制在140mm以下，在环境温度超过30℃的条件下，坍落度不大于160mm。含气量控制在3.0～4.0%。
严格控制外加剂质量，选用质量稳定的产品，使外加剂与水泥及矿物掺和料之间具有良好的相容性，禁止将功能不同的外加剂混用。加强减水剂与胶凝材料的相容性试验，密切关注天气变化情况，根据环境条件对外加剂组分进行适当调整，并进行现场配合比验证试验合格后才允许使用，重点保证减水率、含气量和坍落度损失满足要求。
第五、夏季浇筑时间选择在每日气温较低时间段，浇筑环境温度不宜超过30℃，冬季选择在每日气温较高时间段，当环境气温低于3℃时，如果没有针对性的防冻措施，应停止路基和桥梁段无砟轨道混凝土浇注。当拌制的混凝土出现坍落度损失快或发生速凝等现象，及时采取对外加剂掺量进行微调等措施，保证入模混凝土质量。
施工过程中要求按时检测施工环境及混凝土温度，要求每工班观测不少于2次，当遇到特殊情况时，加大观测频次，至少保证每两小时观测记录1次。
浇筑时，实行分层连续浇筑，保证同一个部位由一个班组一次性浇筑完成。
严格控制现场布料的均匀性，禁止用捣固棒进行拖送混凝土，并及时进行抹面处理，抹面次数不少于4遍，保证混凝土内实外美。
第六、为了保证已浇筑好的无砟轨道混凝土在规定的龄期内达到设计要求的强度,并防止产生收缩裂缝,必须认真做好养护工作。
当无砟轨道混凝土达到初凝状态后，即开始喷雾养护，至混凝土终凝时，改为洒水养护，并且覆盖。由于无砟轨道混凝土施工涉及路基、桥梁、隧道等不同环境，也需要针对不同的环境制定养护方法。当气温低于5℃时，不采用浇水自然养护方法。
无砟轨道采用在道床板、底座板面上覆盖土工布，并洒水养护。当遇到气温连续3天低于5 ℃、下雪、冰冻等极端天气时，采取添加棉被，搭设保温棚，并配备加热设备等措施进行保暖，确保混凝土不受冻。
用于养护混凝土用水与拌和水需相同，避免造成混凝土损伤。
混凝土养护期间，要求道床板表面温度不低于5℃。
总之，无砟轨道人工砂高性能混凝土施工是一项针对性很强的施工技术。与常规混凝土施工方法相比，质量要求高。由于施工条件限制等因素影响，所采用的施工设备、原材料、混凝土配合比、施工组织管理、施工方法与普通混凝土有所不同。施工中的每一环节都需要严格标准、认真落实，尤其是对原材料控制，配合比设计，施工组织要求都非常高，否则混凝土的施工质量得不到保证，容易造成混凝土施工困难、离析不均匀、开裂、耐久性差等一系列问题，会给今后行车安全造成直接影响。但是，只要我们加强各个环节管理，完全可以用人工砂生产出满足设计要求的混凝土，从而达到降低成本的目的。