CRTSⅢ型板式无砟轨道充填层自密实混凝土的研究

Self compacting concrete (SCC) playing a role of bearing and leveling function was the key engineering materials of CRTS III slab track. The project is mainly focused on three technical problems to study the full-fill model, rheological properties, volume stability, and durability of high flowability-homogeneity-durability self-compacting concrete which could be used under special conditions. Through the studies in the project, the law between materials, structure, property and technology of the special SCC will be discovered. The matching design of materials and structures, the preparation technique, the engineering application of SCC which is applied to long range transport, prolonged perfusion, thin-walled complex spatial structure and high precision will be established. This will provide important technical support for the design, preparation, property research, and engineering application of high speed rail filling layer self-compacting concrete.

作为起承力和调平功能的“CRTSⅢ型”板式无砟轨道系统自密实混凝土调整层是一种特殊的自密实混凝土，也是板式轨道的关键工程材料之一。本项目主要围绕材料配置时存在的三大技术难题开展可以满足特殊使用条件下的高流态高均质自密实耐久混凝土（简称FHDC）的充盈性数学模型、流变性能、体积稳定性能、耐久性能的研究，揭示特种自密实混凝土的材料－结构－性能－工艺之间的相关规律，建立可应用于长距离运输、长时间灌注、复杂薄壁空间结构、高精度要求等特殊使用条件下的自密实混凝土的材料与结构匹配设计、制备工艺、工程应用等方面的关键技术，以期为高铁充填层自密实混凝土的设计、制备与性能研究以及工程应用提供技术支撑。

CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土充填层是板式轨道的关键工程材料之一。本项目围绕具有高流态高均质自密实耐久特性的混凝土材料（简称FHDC）系统研究了FHDC的模型建立，数值模拟，配合比设计，工作性能，流变特性，灌注性能，力学性能及耐久性能。主要研究成果包括：（1）使用AutoCAD建立坍落度筒，J型环以及灌注方式不同的CRTSⅢ型板式无砟轨道模型，然后将模型导入FLOW-3D软件，对自密实混凝土的工作性能及灌注到轨道板的过程进行模拟，找到最优的混凝土流动性能参数以及最优的模型结构和灌注方式。（2）采用绝对体积法和经验值法结合混凝土的工作性能如填充性能、间隙通过性和抗离析性能进行测试，从而确定出一个最佳配合比。（3）采用RHM-3000 ICAR流变仪，研究原材料组成、配合比参数及静置时间等因素对新拌自密实混凝土流变性能的影响。（4）通过实验室模拟灌注和揭板实验来讨论灌注方式和排气孔设置等工艺参数及材料体系对充盈性与高精度界面的影响，通过对界面气泡产生机理的分析，掌握了改善充填层自密实混凝土灌注界面性能的关键技术。（5）确定了水胶比、掺合料（矿粉、粉煤灰和膨胀剂）掺量、增稠剂的种类和用量、减水剂、引气剂、消泡剂单掺及复掺等因素对自密实混凝土的力学性能，耐久性能及体积稳定性能的影响。研究成果为高铁充填层自密实混凝土的设计、制备与性能研究以及工程应用提供技术支撑。