采用煤粉加热水工沥青混凝土矿料的可行性研究.pdf

水利科研 东北水利水电 2 0 1 0年第 1 2期 文章编号 1 0 0 2 0 6 2 4 ( 2 0 1 0 ) 1 2 0 0 1 0 一O 1 采用煤粉加热水工沥青混凝土矿料的可行性研究 侯福 江 1 ， 叶远胜 1 张亚迅 2 ( 1 中水东北勘测设计研究有限责任公司， 水利部寒区工程技术研究中心， 吉林 长春 1 3 0 0 6 1 ； 2 南水北调中线干线工程建设管理局河北直管项 目建设管理部 ， 河北 石家庄 0 5 0 0 0 0) 摘 要 国内已建的水工沥青混凝土工程 中，仅内蒙古三座店水利枢采用煤粉加热沥青混凝 土矿料。本文结合粉煤灰对水工沥青混凝土强度、 耐水性能影响的研究， 认为采用煤粉取代燃 油来加热矿料是可行的。这一工程措施， 对于节约工程成本， 降低造价具有重要意义。 关键词 粉煤灰； 矿料； 水工沥青混凝土； 可行性 中图分类号 T V 4 2 3 文献标识码A 1 问题的提 出 国内已建的水工沥青混凝土工程 ， 通常采用燃油内燃 式加热滚筒对矿料进行烘干 、 加热， 燃烧油的种类可为柴 油或重油。采用煤粉加热矿料 ， 仅内蒙古三座店水利枢沥 青心墙做了尝试。 煤粉在燃烧过程中产生粉煤灰。 由于粉煤灰的主要组 成物质为亲水性较好的酸性氧化物， 用其拌制而成的沥青 混凝土的强度和浸水稳定性受到怀疑。因此 。 开展粉煤灰 对水工沥青混凝土耐水性能影响的研究工作， 对于确定能 否采用煤粉加热矿料是非常必要的。 2 研究方案 生产试验表明， 加热 1 2 0 0 k g 矿料需要燃烧煤粉 1 8 k g ， 单位耗煤率为 1 5 。若不考虑加热过程中粉煤灰的损失， 根据施工配合比计算 ，粉煤灰在矿料 中的最 大含量为 0 2 2 5 ， 故确定本次研究粉煤灰最大掺量为 0 2 2 5 ， 取代 同体积矿粉。本次研究采用 4种方案进行试验， 比较不同 情况下沥青混凝土的稳定度 、 残留稳定度及流值 ， 结果见 表 1 。 3 原材料性能检测 3 1 沥青 三座店沥青混凝土心墙工程使用盘锦产欢喜岭 9 0 号 重交通道路沥青做为沥青混凝土胶凝材料。各项性能检验 结果见表 2 ， 均满足设计要求。 3 2 骨料 试验所赤峰市孤家子石灰石骨料， 其物理性能及其主 要化学成分检验结果见表 3 。 石灰石岩相分析检验结果为： S i O2 ， 1 2 2 ； F e 2 03 ， 0 1 2 ； Ca O， 5 4 6 5 ； Mg O， 0 7 9 ；碱度 模数 ， 4 5 5 3 。 】 0 表 1 稳定度 、 残 留稳定 度及流值表 研究方案 沥青混合料成型条 件 研究目的 基准试样： 编号X Z P B ， 沥青混合料取自现场拌合系 统， 不 含 粉 煤 灰 。 试 验 室 成 型 试 件。 现场 取 样， 比 较粉 煤 方案1 灰对沥青混凝土性 对 比 试 样： 编 号X C H ， 沥 青 混 合料 取 自 现 场 拌 合 系 能 的 影 响 。 统， 含粉煤灰。试验室成型试 件。 善 试 料 取 自 煤 粉 加 热 滚 筒 ， 含 粉在 精 确 控 制 沥 青 用 煤 灰 。试 验 室 成 型 试 件 。 堇 器 罱 旅 蓍 菱 粉 煤 灰 的 细 料 ，再 等 量 加 入 未 经 加 热 的 细 料 。 试 验 室 嚣 譬 嚣 毒 譬 、技 成 型 试 件 。 目 体 止 J豆 况 巩 I 且 。 基准试样： 编号Z P B ， 按照燕工配合比在试验室配制 沥 青 混 合 料 ， 粉 煤 灰 掺 量0 。 对 比 试 样： 编号Z P H 1 ， 按 照 旋工 配 合比 在 试 验室 配 制 沥 青 混 合 料 ， 粉 煤 灰 掺 量0 2 2 5 ( 煤 矸 石 含 量0 ) 方案3 对比试样： 编号Z P H 2 ， 按照旌工配合比在试验室配 制沥青混合料， 粉煤灰 掺量0 1 5 ( 煤矸石含量0 ) 对比试样： 编号Z P H 3 ， 按照拖工配合比在试验室配 制 沥 青 混 合 料 ， 粉 煤 灰 掺量O 1 ( 煤 矸 石 含 量0 ) 在精确控制原材料 用量的 情况下， 比 较 不同粉煤灰掺量对 沥青混凝土稳定度、 残留稳定度及流值 的影响。 基 准 试 样： 编 号B T Z P H 1 ， 按 照 施工 配 合 比 在 试 验室 配 制 沥 青 混 合 料 ， 粉 煤 灰 掺量0 2 2 5 ( 含 煤 矸 石) 亡 电 对 比 试 样： 编 号B T Z P H 2 ， 按 照 施 工配 合 比 在 试 验室 力 系 配 制 沥 青 混 合 料 ， 粉 煤 灰 掺 量0 1 s ( 含 煤 矸 石) 对比 试样： 编号B T Z P H 3 ， 按照施工配合比在试验室 配制沥 青混 合料， 粉煤灰掺量0 1 f 含煤矸石) 比较含煤矸石的粉 煤灰对沥青混凝土 稳定度、 残留 稳定度 及流值的影响。 注： 粉煤灰按填料总体积不变的原则进行掺配。 3 3 矿粉 试验用白云岩矿粉由赤峰市水泥厂提供 ， 该自云岩密 度 为 2 7 6 g c m 3 ，其 化 学 组 分 分 别 为 ： S i O ， 1 3 4 5 ； F e 2 o3 ， 0 2 9 ；C a O， 3 0 5 6 ； Mg O， 1 9 6 7 ； 碱度模数 3 7 5 。 3 4 粉煤灰 加热矿料所用煤粉产自内蒙古鄂尔多斯东胜。 试验所 ( 下转第 5 7 页 ) 2 0 1 0年第 1 2期 东北水利水电 工程建设与管理 分细致的工作 。 自查 、 整改及查评需要充裕的时间， 需要投 入大量的人力、 物力。在这种情况下， 时间就成了制约顺利 开展评价工作的瓶颈 ， 要解决好这一矛盾 ， 需要各级领导 多方协调 ， 精心组织和安排 ， 合理调配人 员的时间 ， 投入必 要的人力、 物力、 财力， 保障安全性评价工作的顺利开展。 3 结语 1 ) 电力企业安全性评价是许多电力企业提高安全管理 水平， 夯实安全基础， 控制事故发生的有力手段 。 但其查评 工作较为繁琐 ，在时间及人员的安排上存在一定的困难 ， 不能作为一种经常性的安全检查手段 ， 因而 ， 以往的安全 检查制度仍不能偏废 ， 二者应结合进行。 2 ) 安全性评价工作的重点应放在自我查评上， “ 第三方” 的查评只能帮助提高 ， 因而， 不能在自我查评时马虎应付、 草率了事。 3 ) 对查评时发现的问题， 应加以归纳分析 ， 找出深层 次的原因( 尤其是管理方面的问题) ， 整改时应有统一的要 求和安排。 4 ) 电力企业安全性评价标准是一种通用性的查评标准 ， 因各企业的情况不同， 可能有些环节或设施“ 评价” 中未涉 及 ， 企业需参照标准适当的予以补充或修订。 【 收稿 日期】 2 0 1 0 0 7 1 2 l l ， I， ， ， l I l ，l ， ， ， l ， ， l l ， l ， ， ， l ， ，l l l ， ， ( 上接第 1 0页) 表 2 欢喜 岭 9 0号重 交通 道路 沥青检验 结果 表 3 骨料性 能检验结 果 檀 锄 也 信_ I l I 押亚 曲 针 片 状含 量 9 与 沥 青水稳 定 坚 固 性 石 i 再 粘 附 等 级 等 级， 用粉煤灰为煤粉经高温炉灼烧所得。每公斤煤粉燃烧后剩 余粉煤灰量为 1 5 0 g 。粉煤灰的化学成份为： S i O： ， 5 4 8 ； 2 03 ， 2 0 3 ；F e 2 o 3 ， 3 8 5 ；Ca 01 8 2 ； Mg O， 0 4 8 ； 碱 度模数， O 4 0 。 4 试验结果 4 1成型方法 沥青混凝土原材料用烘箱加热后，分别用强制拌合机 拌合成相应的沥青混合料。每块试件分别称取 1 2 7 5 g 左 右的混合料 ， 装人马歇尔试模内并用击实仪击实成型， 击 实次数为正反面各 7 5 次 ，冷却室温后脱模 ，并用清水洗 净， 静置 2 4 h 后测定其视密度。将同一配比按密度相近的 原则分为两组 ， 然后将试样置于 6 O水中恒温水浴恒温， 一 组 4 5 m i n ，用马歇尔稳定度测定仪测定稳定度和流值， 另一组养护 4 8 h后用马歇尔稳定度测定仪测定残留稳定 度， 测试结果见表 4 。 表 4 稳定 度、 残留稳定度 及流值 表 4 2 试验 结果及 分析 表 4的试验结果显示 ： 视密度越大， 试件越密实 ， 其强 度也就越高； 4 个方案中试件的残留稳定度( 耐水性 ) 最小 值为 9 3 9 ， 均大于设计要求的 O 8 5 ； 从方案 2可以看出用 煤粉加热矿料与不含煤粉加热矿料制成的沥青混凝土其 强度 、 残留稳定度( 耐水性) 区别不大 ； 方案 3也显示含粉 煤灰与不含粉煤灰的沥青混凝土残留稳定度区别无明显 差别 ，说明采用煤粉加热矿料对沥青混凝土性能影响不 大； 方案 4显示煤粉中的煤矸石对沥青混凝土性能也无明 显的影响。 5 结论 研究结果表明， 一定含量的粉煤灰取代矿粉， 在沥青混 凝土中起到与填料相同的作用 ， 对沥青混凝土耐水性影响 不明显。采用燃油加热沥青混凝土矿料， 将使沥青混凝土 混合料生产成本越来越高。为了降低工程成本 ， 完全可以 采用煤粉取代燃油来加热矿料。 【 收稿 日期】 2 0 1 0 0 5 2 1 5 7