蔣瓊

摘 要： 本文研究了水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石材料在工程的應(yīng)用，包括施工過程應(yīng)注意的問題，在實(shí)體工程中的應(yīng)用和效果分析。

關(guān)鍵詞： 粉煤灰；碎石；材料

水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石材料是一種兼俱水泥穩(wěn)定碎石和二灰穩(wěn)定碎石材料的

優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了二者缺點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的新型路面基層材料。水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石路面基層材料的施工方法，與水泥穩(wěn)定碎石材料類似，具有很強(qiáng)的普適性，且避免了二灰類材料施工中石灰消解、陳化等復(fù)雜的過程，是一類施工簡單、方便的路面基層材料。

1.水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石材料施工過程中應(yīng)注意的問題

雖然水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石材料的旖工工藝與水泥穩(wěn)定類材料類似，但是由于該種材料自身原材料組成不同、強(qiáng)度形成形式不同，所以在施工過程中也會(huì)產(chǎn)生一些問題，本節(jié)系統(tǒng)研究了這些問題出現(xiàn)的原應(yīng)、所造成的危害以及避免問題出

現(xiàn)所應(yīng)采取的措施。

1.1有關(guān)粉煤灰的問題

粉煤灰是火力發(fā)電廠的副產(chǎn)品，它是磨細(xì)煤粉燃燒后從煙道排出的廢品。它由機(jī)械裝置、靜電聚灰裝置或其它裝置收集。有濕排灰和干排灰兩種，在露天中的粉煤灰難，為了防止干灰在空氣中飛揚(yáng)，往往向干灰堆澆水。

由于粉煤灰含有水分，所以其很容易產(chǎn)生粘結(jié)性并結(jié)成塊。如果在使用前不將其粉碎或者過篩，必然后導(dǎo)致水泥粉煤灰碎石材料的拌和不均勻。碾壓成型后，在基層材料的某些部位，出現(xiàn)水泥包裹粉煤灰團(tuán)塊的現(xiàn)象。這樣，粉煤灰不能充分與水泥接觸，無法有效的進(jìn)行所N--次火山灰反應(yīng)。這該位置是基層材料的強(qiáng)度薄弱點(diǎn)，在日后的使用過程中，容易出現(xiàn)鼓包、脫落等破壞現(xiàn)象，影響材料的使用性能。同時(shí)由于粉煤灰含水，如果按照正常的配料計(jì)算，則設(shè)計(jì)出的混合料其含水量普遍偏高。在碾壓成型階段，容易出現(xiàn)粘輪、彈簧以及壓不實(shí)等現(xiàn)象，影響施工質(zhì)量。

針對(duì)上述問題，本節(jié)提出以下對(duì)策：

（1）由于粉煤灰中多含有水分，在基層材料配合比設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮到粉煤灰本身所含有的水分。

（2）如果粉煤灰含水量過大，則應(yīng)在配料前應(yīng)堆放一段時(shí)間，充分濾出水分，再進(jìn)行配料，以免粉煤灰堵塞下料口。

（3）含水量大的粉煤灰較容易使下料口堵塞。有條件時(shí)，進(jìn)行粉煤灰喂料的下料斗，最好能夠安裝一個(gè)振動(dòng)裝置，防止下料口堵塞，造成皮帶秤計(jì)量不準(zhǔn)確。

（4）在下料時(shí)對(duì)于粒徑過大的粉煤灰結(jié)團(tuán)，應(yīng)派專人揀出或敲碎，以免碾壓成型后，由于結(jié)團(tuán)的粉煤灰不能充分與水泥反應(yīng)，而導(dǎo)致基層整體性的破壞。

1.2 有關(guān)加強(qiáng)養(yǎng)生的問題

包括水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石在內(nèi)的所有半剛性路面基層的強(qiáng)度形成過程都是無機(jī)結(jié)合料（水泥、石灰、粉煤灰）與水反應(yīng)形成具有水硬性的水化產(chǎn)物的過程。此反應(yīng)過程的快慢和形成水化產(chǎn)物的數(shù)量與膠凝性是強(qiáng)度形成快慢與高低的決定因素。強(qiáng)度形成的內(nèi)因是膠凝材料的品種數(shù)量與質(zhì)量，強(qiáng)度產(chǎn)生的外因是基層材料所處的溫濕度環(huán)境。合適的溫濕度環(huán)境是基層強(qiáng)度形成的基礎(chǔ)，另一方面，基層的體積穩(wěn)定性也取決于基層的溫濕度環(huán)境，因而合適穩(wěn)定的濕度環(huán)境不僅有利于基層強(qiáng)度的形成與發(fā)展，也有利于基層的體積穩(wěn)定性即抗裂性的提高。而養(yǎng)生就是通過一種方式為基層材料提供一個(gè)合格的溫濕度環(huán)境。養(yǎng)生的不良會(huì)影響強(qiáng)度的形成，過大幅度和過大頻率濕度溫度變化還會(huì)使路面基層出現(xiàn)裂縫，松散等病害。

目前，我國高速公路路面基層建設(shè)中，普遍采用的養(yǎng)生方式有薄膜養(yǎng)生、麻袋養(yǎng)生以及土工布養(yǎng)生。其中后兩者同樣以保持濕度和適時(shí)補(bǔ)充水分來養(yǎng)生，因此可以視為同種類型。麻袋養(yǎng)生存在著覆蓋不嚴(yán)密、灑水不及時(shí)等不足，而人們對(duì)薄膜養(yǎng)生也存在著由于無法補(bǔ)充水分而不能給基層中水泥的水化提供充足的水分以及黑色薄膜覆蓋會(huì)產(chǎn)生高溫，影響水泥的正常水化，對(duì)基層材料的強(qiáng)度形成會(huì)有不利的影響的疑問。

（1）兩種養(yǎng)生方式的溫濕度觀測(cè)

干球溫度反映了環(huán)境的實(shí)際溫度，麻袋養(yǎng)生條件下，基層隨處環(huán)境的溫度與大氣溫度十分相近，而薄膜養(yǎng)生條件下溫度比大氣高出2—10℃，正午高出最多，早晚高出較少，這是因?yàn)楸∧た梢园烟栞椛洚a(chǎn)生的熱量保持在基層和薄膜之間。

濕球溫度反映了濕度和溫度兩方面?？梢钥闯觯郝榇B(yǎng)生條件下的濕球溫度始終高于外界的濕球溫度，可以看出盡管麻袋下的溫度比環(huán)境溫度略低，但麻袋仍然對(duì)基層有保溫作用，因?yàn)槁榇梢詼p少基層表面的蒸發(fā)量，經(jīng)麻袋覆蓋后，基層溫度比直接暴露在外界高1℃—2℃。薄膜覆蓋條件下濕球溫度比大氣溫度高4℃一15℃，正午高出最多，早晚高出較少，這是因?yàn)楸∧た梢园烟栞椛洚a(chǎn)生的熱量保持在基層和薄膜之間，也有很好的保持濕度的能力。

濕度的大小和變化反映了覆蓋層的保濕效果兩方面。可以看出：麻袋養(yǎng)生條件下的濕度始終高于外界濕度，在早晚溫度較低時(shí)接近100%是濕度，但在中午時(shí)，會(huì)有所降低，在灑水后濕度立即增加到100%。薄膜覆蓋條件下濕度始終高于外界濕度，正午有所降低，在灑水后濕度緩慢增加。

（2）兩種養(yǎng)生方法對(duì)基層的養(yǎng)生效果

薄膜覆蓋后，基層基本處于潮濕狀態(tài)，早晚可以看到薄膜表面凝聚有水珠，正午時(shí)水珠消失，但基層表面仍然處于潮濕狀態(tài)。麻袋覆蓋在灑水及時(shí)的條件下、基層也基本處于潮濕的狀態(tài)。一般情況下，水泥完全水化所需水為水泥質(zhì)量的20%—25%，當(dāng)然在基層材料中由于其他顆粒也對(duì)水分有相當(dāng)?shù)奈阶饔?，水的用量必須比?shí)際水化所需的水分有一定的富余。因此保持基層的水分主要不是為保證水泥的水化，而更重要的是保持基層的體積穩(wěn)定性。薄膜養(yǎng)生不會(huì)因?yàn)樗值牟蛔愣绊懟鶎硬牧系膹?qiáng)度的形成。另外基層在薄膜覆蓋下溫度比外界高出4℃一15℃，溫度不會(huì)高于70℃，不會(huì)影響到水泥水化的正常進(jìn)行。

在基層鋪筑完工后3天時(shí)對(duì)基層進(jìn)行了鉆芯取樣，從芯樣的外形來看，經(jīng)過3天的養(yǎng)生后芯樣基本完整，基本沒有脫落和松散，兩端比較齊整。麻袋養(yǎng)生基層的3天鉆芯經(jīng)過修補(bǔ)后第4天測(cè)試的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為3.99MPa，薄膜養(yǎng)生試件的芯樣強(qiáng)度為4.3MPa，由于薄膜有比較強(qiáng)的保溫功能其基層的3天強(qiáng)度略高于麻袋養(yǎng)生的基層的強(qiáng)度。

2.水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石在實(shí)體工程中的應(yīng)用與效果分析

為了對(duì)比研究水泥粉煤灰穩(wěn)定基層與水泥穩(wěn)定基層材料的工程應(yīng)用效果，本文首次以湖北省襄荊高速公路為背景，進(jìn)行了大規(guī)模試驗(yàn)路的研究。

2.1配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì)

襄荊高速公路路面基層設(shè)計(jì)為底基層、下基層和上基層三個(gè)層面，每層厚為18cm。底基層的7d設(shè)計(jì)強(qiáng)度為2.OMPa，下基層為3.OMpa，上基層為4.OMPa?；鶎硬牧显O(shè)計(jì)為水泥穩(wěn)定粒料，為了對(duì)比水泥穩(wěn)定基層與水泥粉煤灰穩(wěn)定基層材料的工程應(yīng)用效果，并且在公路沿線有大量粉煤灰資源，特別在襄荊高速公路第6標(biāo)段鋪設(shè)了水泥粉煤灰穩(wěn)定基層做為試驗(yàn)路段。該試驗(yàn)路段基層材料所用集料為級(jí)配碎石，底基層為級(jí)配碎石砂礫，采用水泥粉煤灰穩(wěn)定，粉煤灰摻量采最佳值10%。其他路段采用水泥穩(wěn)定碎石。

2.2應(yīng)用效果及對(duì)比分析

在襄荊高速公路上應(yīng)用水泥粉煤灰穩(wěn)定粒料進(jìn)行基層，底基層修筑的路段長達(dá)60多公里。通過對(duì)比觀察水泥粉煤灰穩(wěn)定基層材料和水泥穩(wěn)定基層材料的開裂情況發(fā)現(xiàn)，水泥穩(wěn)定基層材料產(chǎn)生了較多的裂縫，而水泥粉煤灰穩(wěn)定基層僅有少量微小的裂縫，并且這些裂縫可以隨著粉煤灰火山灰活性的逐漸激發(fā)而愈合?？梢?，水泥粉煤灰穩(wěn)定基層材料具有很好的抗裂性能。從使用效果來看，水泥粉煤灰穩(wěn)定粒料基層的整體性好，表面平整致密，而水泥穩(wěn)定粒料中粗集料過多的部分往往出現(xiàn)嚴(yán)重離析的現(xiàn)象。同時(shí)，水泥粉煤灰穩(wěn)定粒料上基層成型三天后即可取出完整的芯樣，水泥粉煤灰的強(qiáng)度形成比較快。七天芯樣都能取出完整芯樣，比水泥穩(wěn)定粒料的成活率高得多，強(qiáng)度基本在4.O一5.0之間。

參考文獻(xiàn)

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