粉煤灰在水泥混凝土公路路面中的应用

梁俊亮

沈阳地铁集团有限公司运营分公司

粉煤灰在水泥混凝土公路路面中的应用

梁俊亮

沈阳地铁集团有限公司运营分公司

在水泥混凝土中掺入粉煤灰，不仅有效处理了热电厂产生的污染物，减少了对环境的污染，这对构建资源节约型社会，实现经济的可持续发展有着极其重要的意义，同时还为水泥混凝土在公路施工中的应用提供了更为宽阔的发展前景，有着很高的利用价值。在实际操作中，需要把握粉煤灰的掺合量，同时分析粉煤灰在混凝土路面施工中的相关问题，从而确保工程的质量。基于此本文分析了粉煤灰在水泥混凝土公路路面中的应用。

粉煤灰；水泥混凝土；公路路面；应用

1、粉煤灰的基本性质

1.1 物理性质

粉煤灰是一种灰色到黑色的粉状物质，密度在1.9～2.4g/cm3。我国规定粉煤灰的细度以0.08mm方孔筛的筛余量不超过8%为合理标准，但是在实际生产过程中，热电厂排除的粉煤灰细度比较大，多数超出了国家规定标准。烧失量是衡量粉煤灰中含炭量高低的标准，烧失量大表示含炭量大，燃烧不充分。

1.2 化学性质

粉煤灰的化学成分主要以SiO2和Al2O3为主，二者的含量通常占据整个结构的60%以上。CaO有利于促进粉煤灰的活性，但含量通常较低。粉煤灰的矿物组成主要是铝硅酸玻璃体，含有一定量的石英结晶矿物及未燃尽的炭粉，还有一些其他杂质。

2、粉煤灰对水泥混凝土性能的改善

2.1 改善工作性能

粉煤灰的掺入使胶凝材料的总量增加，混凝土工作性能大幅改善，更适合路面滑模摊铺：1)粉煤灰水泥混凝土的振动粘度系数减小，有利于振捣密实;2)静态坍落度变小，有利于防止塌边;3)胶凝材料的总量增加使摊铺成型的路面光滑平整;4)和易性的改善，减小了摊铺机前进的阻力，减轻了摊铺机的工作负荷。

这些性能的改善是由于粉煤灰有较大的比表面积和球状微珠对流变学性能的影响所致。在对未掺入粉煤灰的水泥混凝土摊铺时，为了振动密实，必须提高混凝土的坍落度，这样的混凝土容易塌边。如果为了防止塌边，必须降低混凝土坍落度，这样又必须加大振捣棒的振动频率，同时摊铺机前进的阻力增大，加大了摊铺机的工作负荷。加粉煤灰后，这一矛盾得到了协调统一。

2.2 提高抗折强度

滑模摊铺水泥混凝土使用粉煤灰能提高抗折强度，尤其是后期强度大幅度提高。得大高速公路水泥混凝土使用水泥量12.5%的Ⅱ级干排粉煤灰，12个月的抗折强度超过了7.5MPa。施工试验研究表明粉煤灰的掺量越大，龄期越长，强度提高越大。水泥混凝土路面的抗磨性与强度成线性正比关系。随着路面抗折强度的提高，抗磨性也随之提高。

2.3 降低泌水率

由于机械配套的限制，国内滑模摊铺水泥混凝土路面多采用自卸车运输混合料，在运输过程中较严重的泌水将会导致混合料工作性能降低，并产生卸料困难，降低工作效率，提高劳动强度。掺入粉煤灰可降低混凝土的泌水率，有利于混凝土的运输。得大高速公路水泥混凝土路面施工中混凝土运距最远达7km，没有因为运输过程中的混合料泌水影响施工。得大公路四个路面施工承包单位均反映路面混凝土比没有掺入粉煤灰的混凝土容易卸料。

2.4 降低水泥水化速度

掺入粉煤灰可降低水泥水化速度，混合料凝结时间延长，有利于高温季节施工，并有利于远距离运输。

3、粉煤灰对水泥混凝土路面的应用

3.1 公路路面粉煤灰混凝土配合比设计的基本要求

混凝土配合比是混凝土中各种组成材料之间的质量比或体积比，设计混凝土配合比，主要依据技术(强度、工作性能、耐久性能)和经济型的要求来进行。当前最常用的混凝土配合比方法是以抗压强度为指标的，配合比是水泥混凝土施工中十分关键的一个技术。在进行配合比设计之前要选择好各种混凝土的基本材料，并按照路面施工要求对混凝土的各个指标进行分类，进而组织好各个组分之间的配合。路面粉煤灰混凝土配合比设计，一方面要混凝土拌合物要满足路面滑模施工的要求，另一方面要考虑好材料的耐磨性和耐久性，满足路面工程所需要的强度，此外，还需要考虑设计的经济合理，在满足质量的前提下降低生产成本，充分发挥粉煤灰的改善作用。

3.2 质量控制

(1)路基和路面基层的质量控制。路基和路面基层作为公路的重要组成部分，对于道路质量有着直接的影响，路基和路面基层施工要严格按照相关设计图纸和规范来进行，对于施工完成的项目在进行验收时要严格参照相关评定标准，对于存在问题的路段要及时指出并监督其重新施工。(2)混凝土路面施工控制。路面施工过程中，要对各个工艺环节进行科学严谨的监测，保证每个环节都能按照标准进行，控制的主要内容包括：原材料控制(粉煤灰、水泥、细集料、粗集料、外加剂)、拌合物控制、路面切缝、养生及接缝质量控制、路面成品检测等。(3)混凝土路面质量控制。在粉煤灰混凝土路面滑膜摊铺生产质量控制中要以混凝土摊铺为工作重心，努力提高粉煤灰混凝土拌和的质量，以保证质量达到规范要求。在有关质量管理的要求下建立完善的监督管理体系，各个工序之间相互紧密衔接，实现低耗高产。(4)混凝土拌和物质量控制及质量控制系统检定。拌合物质量控制的时间主要是经搅拌机搅拌后且在凝结之前，主要是为了及时发现生产过程中的失控因素，并采取措施进行调整，防止出现事故。质量控制系统检定是以原材料能够准确按照配合比进行混合料拌和为出发点，拌和设备的计量控制系统决定着称量是否准确，还要做好对计量仪器的定期检测工作。

总之，目前，我国已在很多公路的水泥混凝土中使用了粉煤灰，可达到节约水泥且回收废物的目的，这在提高经济效率的同时也有利于环保。因此研究粉煤灰的改善机理和粉煤灰和应用过程中的优缺点对水泥混凝土路面的发展就显得尤为重要，需要进一步加强对其的研究。

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