粉煤灰在水泥混凝土公路路面中的應(yīng)用

梁俊亮

沈陽地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營分公司

粉煤灰在水泥混凝土公路路面中的應(yīng)用

梁俊亮

沈陽地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營分公司

在水泥混凝土中摻入粉煤灰，不僅有效處理了熱電廠產(chǎn)生的污染物，減少了對(duì)環(huán)境的污染，這對(duì)構(gòu)建資源節(jié)約型社會(huì)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展有著極其重要的意義，同時(shí)還為水泥混凝土在公路施工中的應(yīng)用提供了更為寬闊的發(fā)展前景，有著很高的利用價(jià)值。在實(shí)際操作中，需要把握粉煤灰的摻合量，同時(shí)分析粉煤灰在混凝土路面施工中的相關(guān)問題，從而確保工程的質(zhì)量?；诖吮疚姆治隽朔勖夯以谒嗷炷凉仿访嬷械膽?yīng)用。

粉煤灰；水泥混凝土；公路路面；應(yīng)用

1、粉煤灰的基本性質(zhì)

1.1 物理性質(zhì)

粉煤灰是一種灰色到黑色的粉狀物質(zhì)，密度在1.9～2.4g/cm3。我國規(guī)定粉煤灰的細(xì)度以0.08mm方孔篩的篩余量不超過8%為合理標(biāo)準(zhǔn)，但是在實(shí)際生產(chǎn)過程中，熱電廠排除的粉煤灰細(xì)度比較大，多數(shù)超出了國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。燒失量是衡量粉煤灰中含炭量高低的標(biāo)準(zhǔn)，燒失量大表示含炭量大，燃燒不充分。

1.2 化學(xué)性質(zhì)

粉煤灰的化學(xué)成分主要以SiO2和Al2O3為主，二者的含量通常占據(jù)整個(gè)結(jié)構(gòu)的60%以上。CaO有利于促進(jìn)粉煤灰的活性，但含量通常較低。粉煤灰的礦物組成主要是鋁硅酸玻璃體，含有一定量的石英結(jié)晶礦物及未燃盡的炭粉，還有一些其他雜質(zhì)。

2、粉煤灰對(duì)水泥混凝土性能的改善

2.1 改善工作性能

粉煤灰的摻入使膠凝材料的總量增加，混凝土工作性能大幅改善，更適合路面滑模攤鋪：1)粉煤灰水泥混凝土的振動(dòng)粘度系數(shù)減小，有利于振搗密實(shí);2)靜態(tài)坍落度變小，有利于防止塌邊;3)膠凝材料的總量增加使攤鋪成型的路面光滑平整;4)和易性的改善，減小了攤鋪機(jī)前進(jìn)的阻力，減輕了攤鋪機(jī)的工作負(fù)荷。

這些性能的改善是由于粉煤灰有較大的比表面積和球狀微珠對(duì)流變學(xué)性能的影響所致。在對(duì)未摻入粉煤灰的水泥混凝土攤鋪時(shí)，為了振動(dòng)密實(shí)，必須提高混凝土的坍落度，這樣的混凝土容易塌邊。如果為了防止塌邊，必須降低混凝土坍落度，這樣又必須加大振搗棒的振動(dòng)頻率，同時(shí)攤鋪機(jī)前進(jìn)的阻力增大，加大了攤鋪機(jī)的工作負(fù)荷。加粉煤灰后，這一矛盾得到了協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

2.2 提高抗折強(qiáng)度

滑模攤鋪水泥混凝土使用粉煤灰能提高抗折強(qiáng)度，尤其是后期強(qiáng)度大幅度提高。得大高速公路水泥混凝土使用水泥量12.5%的Ⅱ級(jí)干排粉煤灰，12個(gè)月的抗折強(qiáng)度超過了7.5MPa。施工試驗(yàn)研究表明粉煤灰的摻量越大，齡期越長(zhǎng)，強(qiáng)度提高越大。水泥混凝土路面的抗磨性與強(qiáng)度成線性正比關(guān)系。隨著路面抗折強(qiáng)度的提高，抗磨性也隨之提高。

2.3 降低泌水率

由于機(jī)械配套的限制，國內(nèi)滑模攤鋪水泥混凝土路面多采用自卸車運(yùn)輸混合料，在運(yùn)輸過程中較嚴(yán)重的泌水將會(huì)導(dǎo)致混合料工作性能降低，并產(chǎn)生卸料困難，降低工作效率，提高勞動(dòng)強(qiáng)度。摻入粉煤灰可降低混凝土的泌水率，有利于混凝土的運(yùn)輸。得大高速公路水泥混凝土路面施工中混凝土運(yùn)距最遠(yuǎn)達(dá)7km，沒有因?yàn)檫\(yùn)輸過程中的混合料泌水影響施工。得大公路四個(gè)路面施工承包單位均反映路面混凝土比沒有摻入粉煤灰的混凝土容易卸料。

2.4 降低水泥水化速度

摻入粉煤灰可降低水泥水化速度，混合料凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)，有利于高溫季節(jié)施工，并有利于遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。

3、粉煤灰對(duì)水泥混凝土路面的應(yīng)用

3.1 公路路面粉煤灰混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本要求

混凝土配合比是混凝土中各種組成材料之間的質(zhì)量比或體積比，設(shè)計(jì)混凝土配合比，主要依據(jù)技術(shù)(強(qiáng)度、工作性能、耐久性能)和經(jīng)濟(jì)型的要求來進(jìn)行。當(dāng)前最常用的混凝土配合比方法是以抗壓強(qiáng)度為指標(biāo)的，配合比是水泥混凝土施工中十分關(guān)鍵的一個(gè)技術(shù)。在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)之前要選擇好各種混凝土的基本材料，并按照路面施工要求對(duì)混凝土的各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分類，進(jìn)而組織好各個(gè)組分之間的配合。路面粉煤灰混凝土配合比設(shè)計(jì)，一方面要混凝土拌合物要滿足路面滑模施工的要求，另一方面要考慮好材料的耐磨性和耐久性，滿足路面工程所需要的強(qiáng)度，此外，還需要考慮設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)合理，在滿足質(zhì)量的前提下降低生產(chǎn)成本，充分發(fā)揮粉煤灰的改善作用。

3.2 質(zhì)量控制

(1)路基和路面基層的質(zhì)量控制。路基和路面基層作為公路的重要組成部分，對(duì)于道路質(zhì)量有著直接的影響，路基和路面基層施工要嚴(yán)格按照相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范來進(jìn)行，對(duì)于施工完成的項(xiàng)目在進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)要嚴(yán)格參照相關(guān)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于存在問題的路段要及時(shí)指出并監(jiān)督其重新施工。(2)混凝土路面施工控制。路面施工過程中，要對(duì)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋O(jiān)測(cè)，保證每個(gè)環(huán)節(jié)都能按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，控制的主要內(nèi)容包括：原材料控制(粉煤灰、水泥、細(xì)集料、粗集料、外加劑)、拌合物控制、路面切縫、養(yǎng)生及接縫質(zhì)量控制、路面成品檢測(cè)等。(3)混凝土路面質(zhì)量控制。在粉煤灰混凝土路面滑膜攤鋪生產(chǎn)質(zhì)量控制中要以混凝土攤鋪為工作重心，努力提高粉煤灰混凝土拌和的質(zhì)量，以保證質(zhì)量達(dá)到規(guī)范要求。在有關(guān)質(zhì)量管理的要求下建立完善的監(jiān)督管理體系，各個(gè)工序之間相互緊密銜接，實(shí)現(xiàn)低耗高產(chǎn)。(4)混凝土拌和物質(zhì)量控制及質(zhì)量控制系統(tǒng)檢定。拌合物質(zhì)量控制的時(shí)間主要是經(jīng)攪拌機(jī)攪拌后且在凝結(jié)之前，主要是為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的失控因素，并采取措施進(jìn)行調(diào)整，防止出現(xiàn)事故。質(zhì)量控制系統(tǒng)檢定是以原材料能夠準(zhǔn)確按照配合比進(jìn)行混合料拌和為出發(fā)點(diǎn)，拌和設(shè)備的計(jì)量控制系統(tǒng)決定著稱量是否準(zhǔn)確，還要做好對(duì)計(jì)量?jī)x器的定期檢測(cè)工作。

總之，目前，我國已在很多公路的水泥混凝土中使用了粉煤灰，可達(dá)到節(jié)約水泥且回收廢物的目的，這在提高經(jīng)濟(jì)效率的同時(shí)也有利于環(huán)保。因此研究粉煤灰的改善機(jī)理和粉煤灰和應(yīng)用過程中的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)水泥混凝土路面的發(fā)展就顯得尤為重要，需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其的研究。

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