隨著鐵路建設(shè)飛速發(fā)展,科技水平不斷提高,軌枕生產(chǎn)對混凝土的各種性能要求越來越高,不僅要求混凝土工作性能好、強度指標高、耐久性好等,而且還要求有個好的外觀。預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕從研究、生產(chǎn)到推廣使用已經(jīng)歷時四十余年,在這幾十年的使用當中發(fā)現(xiàn)混凝土軌枕發(fā)生了不少損傷、裂紋,危及行車安全,損傷的軌枕還要考慮是否應(yīng)從運營線上換下,這樣會耗費大量的人力物力,甚至影響行車,損傷裂紋軌枕除了少量是由于行車、裝卸事故造成的破損外,絕大部分產(chǎn)生的各種各樣的裂紋,影響了軌枕承載力而被迫換下,研究預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕裂縫的成因及其危害性,如何預(yù)防和控制裂縫,對提高混凝土軌枕的結(jié)構(gòu)耐久性,延長軌枕的使用壽命將有十分重要的意義�；炷�土軌枕裂縫的成因主要有兩大類型引起的,在荷載作用下引起的裂縫和非荷載作用因素引起的裂縫。

　　一、荷載作用引起的裂縫主要類型有

　　1、鋼軌下方正彎矩作用產(chǎn)生的裂縫。

　　2、軌中彎矩產(chǎn)生的裂縫。

　　3、軌枕頂面釘孔處縱向裂縫、橫向裂縫。

　　4、軌枕端部的縱向裂縫。

　　5、頂面或側(cè)面出現(xiàn)的縱橫交錯不規(guī)則的網(wǎng)狀龜裂。

　　以上幾種裂縫是在使用荷載的作用下軌枕截面的拉應(yīng)變大多是大于混凝土極限拉伸值,作用于截面上的彎矩、剪力、軸向拉力以及產(chǎn)生的扭矩等這些荷載效應(yīng)都可能引起軌枕產(chǎn)生裂縫。

　　二、非荷載因素引起的裂縫主要有

　　1、溫度變化引起的裂縫。混凝土從澆筑至硬化過程中,由于水泥的水化作用將產(chǎn)生并釋放大量的水化熱,造成軌枕內(nèi)部溫度較大,膨脹不一致,軌枕表面產(chǎn)生拉應(yīng)力,內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力,當內(nèi)外應(yīng)力不均衡時便產(chǎn)生了裂縫;二是軌枕在脫模時,軌枕溫度較高,超過了規(guī)范規(guī)定的環(huán)境溫度與軌枕表面溫度之差,就會產(chǎn)生溫度收縮,軌枕表面會產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力,而形成表面裂縫;三是施工過程中人為因素引起的溫度變化,如新布的混凝土與剩余混凝土的接觸面、布灰不均勻新舊混凝土分層分塊不合理等;四是在蒸汽養(yǎng)護過程中升溫過快,恒溫溫度又很高時,由于混凝土中的材料熱膨脹系數(shù)不同,而混凝土初期結(jié)構(gòu)強度又很低,高溫使氣、水大大膨脹,造成混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷,容易引起軌枕端部表面的混凝土龜裂疏松,出廠時僅有肉眼不可見的微細裂縫,在運營使用過程中受到外力的不斷作用,以及環(huán)境的干濕、凍融影響,也會是裂縫的寬度、長度發(fā)展。

　　2、混凝土的收縮變形引起的裂縫�；炷�土振搗完成后進入預(yù)養(yǎng)階段,在空氣中結(jié)硬時體積要收縮變形,這種變形不同程度地受到外界的約束作用,如預(yù)應(yīng)力鋼筋、箍筋等,對于這些受到約束而不能自由伸縮的軌枕,混凝土的干縮就可能導(dǎo)致細小裂縫的產(chǎn)生,實踐表明有擋肩的軌枕要比無擋肩的軌枕裂縫高于很多倍。另外在施工中要嚴控配合比,人們往往為了施工方便,對控制用水量有很大的隨意性,其施工用水量常常大于試驗室提供的配合比用水量,致使混凝土坍落度大,泌水現(xiàn)象明顯,這種混凝土往往伴隨著較大的塑性收縮,從而出現(xiàn)塑性收縮裂縫。

　　3、堿—骨料化學變化引起的裂縫。如果混凝土中含有堿活性骨料和堿含量高的水泥,或受到含有可溶性硫酸鹽的水作用時,反應(yīng)生成物遇水可產(chǎn)生膨脹,導(dǎo)致混凝土體積的變化而形成裂縫。當骨料具有堿—碳酸鹽反應(yīng)時不得用作混凝土骨料,當具有堿—硅酸鹽反應(yīng)時混凝土中最大堿含量不得大于3kg/m3。

　　三、防治措施

　　預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕作為一種混凝土結(jié)構(gòu)要想完全杜絕裂縫是很難做到的,但裂縫對軌枕的正常使用畢竟是有害的,為此,應(yīng)當竭盡全力防治裂縫的出現(xiàn)。預(yù)防和控制裂縫可以從下四方面入手:

　　1、從受力角度來看,為防止橫向、縱向裂縫,除了根據(jù)可能出現(xiàn)的最大荷載,合理配置預(yù)應(yīng)力鋼筋外,箍筋、螺旋筋的配置也尤為重要,因為箍筋、螺旋筋的設(shè)置有利于防止軌枕的縱裂及釘孔處裂縫,有些軌型箍筋與預(yù)應(yīng)力鋼筋只是松散搭接,不成整體,對防止裂縫效果有限,設(shè)計人員已考慮到這一點,現(xiàn)箍筋布置合理,并與預(yù)應(yīng)力鋼筋牢固綁扎在一起,從而對防止端部裂縫效果明顯。

　　2、加強生產(chǎn)管理,提高全員質(zhì)量意識,充分認識道裂縫的危害性。鐵路建設(shè)在不斷發(fā)展,軌枕型號也在不斷更新,這就要求軌枕生產(chǎn)和使用單位的技術(shù)管理人員不斷加強自身的學習和提高,加強對混凝土結(jié)構(gòu)組成、各種材料對混凝土性能的影響、新工藝新過程的充分了解,才能合理生產(chǎn),正確使用。

　　3、嚴格控制進場的原材料。材料的質(zhì)量直接關(guān)系到混凝土的質(zhì)量,所以必須嚴把進場材料的質(zhì)量關(guān),合理選取水泥,優(yōu)先采用收縮小的或具有微膨脹性的普通硅酸鹽水泥,這種水泥可以提高混凝土的抗裂能力。骨料應(yīng)選用巖石彈性模量低,膨脹系數(shù)小,表面清潔,質(zhì)地堅硬,級配良好的骨料,這樣可以獲得較小的空隙率及表面積,從而減少水泥的用量,降低水化熱,減少干縮,并減少了混凝土裂縫的開展。骨料在運輸、裝卸和堆放過程中不得混有樹葉、爐渣的雜物,外加劑、預(yù)應(yīng)力筋等材料也均要滿足國家規(guī)范的要求。在使用時既要考慮外加劑與水泥的兼容性,又要考慮堿—骨料反應(yīng)問題。

　　4、合理選用摻和材料。微膨脹劑和礦物摻和料的應(yīng)用也是防止混凝土裂縫的一個很好措施,微膨脹劑具有極好的抗?jié)B性,能較好的補償收縮膨脹式能力,對混凝土的抗裂有很好的效果,在混凝土中使用礦物摻和料可提高混凝土的抗?jié)B性、耐久性,較少收縮,降低膠凝材料的水化熱,這些摻和料具有延遲和降低混凝土水化降溫作用,改善泌水性能,抗裂能力優(yōu)異無比。

　　結(jié)束語

　　在實際生產(chǎn)使用過程中采用以上綜合措施,有效地減少了混凝土軌枕裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展,取得了較明顯的效果。但混凝土軌枕裂縫的預(yù)防與控制是一項系統(tǒng)工程,需要從設(shè)計、施工、材料、檢測等各方面進行控制,并且要在提高控制技術(shù)和技術(shù)管理水平系統(tǒng)地、綜合地運用各種預(yù)防措施,以確保軌枕質(zhì)量的提高,延長其使用壽命。