粉煤灰在水泥混凝土公路路面中的應用

梁俊亮

沈陽地鐵集團有限公司運營分公司

粉煤灰在水泥混凝土公路路面中的應用

梁俊亮

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在水泥混凝土中摻入粉煤灰，不僅有效處理了熱電廠產生的污染物，減少了對環境的污染，這對構建資源節約型社會，實現經濟的可持續發展有著極其重要的意義，同時還為水泥混凝土在公路施工中的應用提供了更為寬闊的發展前景，有著很高的利用價值。在實際操作中，需要把握粉煤灰的摻合量，同時分析粉煤灰在混凝土路面施工中的相關問題，從而確保工程的質量?；诖吮疚姆治隽朔勖夯以谒嗷炷凉仿访嬷械膽谩?/p>

粉煤灰；水泥混凝土；公路路面；應用

1、粉煤灰的基本性質

1.1 物理性質

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

1.2 化學性質

粉煤灰的化學成分主要以SiO2和Al2O3為主，二者的含量通常占據整個結構的60%以上。CaO有利于促進粉煤灰的活性，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晶礦物及未燃盡的炭粉，還有一些其他雜質。

2、粉煤灰對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粘度系數減小，有利于振搗密實;2)靜態坍落度變小，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，減小了攤鋪機前進的阻力，減輕了攤鋪機的工作負荷。

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流變學性能的影響所致。在對未摻入粉煤灰的水泥混凝土攤鋪時，為了振動密實，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頻率，同時攤鋪機前進的阻力增大，加大了攤鋪機的工作負荷。加粉煤灰后，這一矛盾得到了協調統一。

2.2 提高抗折強度

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

2.3 降低泌水率

由于機械配套的限制，國內滑模攤鋪水泥混凝土路面多采用自卸車運輸混合料，在運輸過程中較嚴重的泌水將會導致混合料工作性能降低，并產生卸料困難，降低工作效率，提高勞動強度。摻入粉煤灰可降低混凝土的泌水率，有利于混凝土的運輸。得大高速公路水泥混凝土路面施工中混凝土運距最遠達7km，沒有因為運輸過程中的混合料泌水影響施工。得大公路四個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，混合料凝結時間延長，有利于高溫季節施工，并有利于遠距離運輸。

3、粉煤灰對水泥混凝土路面的應用

3.1 公路路面粉煤灰混凝土配合比設計的基本要求

混凝土配合比是混凝土中各種組成材料之間的質量比或體積比，設計混凝土配合比，主要依據技術(強度、工作性能、耐久性能)和經濟型的要求來進行。當前最常用的混凝土配合比方法是以抗壓強度為指標的，配合比是水泥混凝土施工中十分關鍵的一個技術。在進行配合比設計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混凝土的各個指標進行分類，進而組織好各個組分之間的配合。路面粉煤灰混凝土配合比設計，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度，此外，還需要考慮設計的經濟合理，在滿足質量的前提下降低生產成本，充分發揮粉煤灰的改善作用。

3.2 質量控制

(1)路基和路面基層的質量控制。路基和路面基層作為公路的重要組成部分，對于道路質量有著直接的影響，路基和路面基層施工要嚴格按照相關設計圖紙和規范來進行，對于施工完成的項目在進行驗收時要嚴格參照相關評定標準，對于存在問題的路段要及時指出并監督其重新施工。(2)混凝土路面施工控制。路面施工過程中，要對各個工藝環節進行科學嚴謹的監測，保證每個環節都能按照標準進行，控制的主要內容包括：原材料控制(粉煤灰、水泥、細集料、粗集料、外加劑)、拌合物控制、路面切縫、養生及接縫質量控制、路面成品檢測等。(3)混凝土路面質量控制。在粉煤灰混凝土路面滑膜攤鋪生產質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量，以保證質量達到規范要求。在有關質量管理的要求下建立完善的監督管理體系，各個工序之間相互緊密銜接，實現低耗高產。(4)混凝土拌和物質量控制及質量控制系統檢定。拌合物質量控制的時間主要是經攪拌機攪拌后且在凝結之前，主要是為了及時發現生產過程中的失控因素，并采取措施進行調整，防止出現事故。質量控制系統檢定是以原材料能夠準確按照配合比進行混合料拌和為出發點，拌和設備的計量控制系統決定著稱量是否準確，還要做好對計量儀器的定期檢測工作。

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，可達到節約水泥且回收廢物的目的，這在提高經濟效率的同時也有利于環保。因此研究粉煤灰的改善機理和粉煤灰和應用過程中的優缺點對水泥混凝土路面的發展就顯得尤為重要，需要進一步加強對其的研究。

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