粉煤灰在三盛公水利枢纽公路桥混凝土路面中的应用.pdf

2 6 内 蒙 古 水 利 2 0 1 2年第 6期( 总第 1 4 2期 ) 【 技 术 应 用 】 粉煤灰在三盛公水利枢纽公路桥 混凝土路面中的应用 尚龙 ， 许杰 ， 尚 丽 ( 内蒙古黄河工程管理局 ， 内蒙古 磴 口0 1 5 2 0 0 ) 摘要 文章通过粉煤灰在三盛公水利枢纽公路桥 混凝土路 面铺装层施工 中的具体运用， 阐述粉 煤灰的技术性能、 粉煤灰混凝土的配合 比设计、 工程 实用效果及所取得的经济效益， 指 出了存在 的问 题 和解 决 办法 。 关键词 粉煤灰； 水泥混凝土； 公路桥 中图分类号 ： T V 4 2 文章标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 9 0 0 8 8 ( 2 0 1 2 ) 0 6 0 0 2 60 2 水泥混凝土路面施工对水泥混合料 有特殊 的要 求 ， 混合料既要 有 良好的工作性能 ， 又要提高抗折 强 度。掺入粉煤灰是提高水泥混凝土性能的有效技术手 段。在三盛公水利枢纽公路桥混凝 土路面工程施工 中， 通过施工实践 ， 对混凝土 中掺入粉煤灰的性能进行 了研究 ， 在混合料的各种技术参数 、 合适的配合 比等方 面积累了一定 的经验 ， 并提出了改进的措施 。 l 关 于粉煤灰 1 1 粉煤灰的技术要求 粉煤灰是从电场粉煤炉烟道 中收集到的粉末 ， 颗 粒很小 ， 容重只有水泥的 2 3左右。众所周知， 在水泥 混凝土中掺人一定量的粉煤灰可以提高混凝土的中后 期强度。但由于燃烧和 回收的工艺不 同， 粉煤灰的品 质也有很大的差别 。国家强制规定 级或以上的粉煤 灰才可以掺入混凝土 中使用 ， 级灰 的各项指标不能 满足路面混凝土的要求。 1 2 粉煤灰的掺量 国内外的理论研究表 明， 硅酸盐水泥中可释放出 的 C a ( O H) 及其石膏能使粉煤灰得到水化反应 ， 从而 提高强度 。根据资料 中粉煤灰在混凝土路面施工中使 用的经验 ， 一般推 荐使用粉煤 灰掺量 为水 泥用量 的 8 2 0 ， 最大掺量不能超过水泥的 4 0 。三盛公 水利枢纽公路桥混凝土路面工程施工 中， 每 1 m 混凝 土中使用 3 3 2 k g水泥 、 1 1 9 k g粉煤 灰 ， 粉煤灰掺量为 泥的 3 5 8 。从完工后 3个月的情况看 ， 混凝土的强 度 、 抗磨及裂缝等技术参数都满足使用要求 ， 只是在当 时施工时发现混合料 呈现粘稠状 ， 而桥 面 比较 窄 ( 7 m) ， 并不适合大面积 的滑模摊铺施 工 ， 部分混凝土桥 面找平工作只能靠泥工手工进行 ， 所以， 过于粘稠的混 合料使找平工作进行的并不顺利。据此认为 ， 虽然对 于强度而言， 此次桥面混凝土路面浇筑中， 粉煤灰的掺 量是合理的， 但在今后进行此类混凝土浇筑时 ， 推荐粉 煤灰的掺量降到水泥用量的 2 0 左右为好 。 -+ - 一 “ 一” + r ” 卜 ” _ 卜“ + - “ +” + ” +“ +” + r “ +”+“ +“ +” + + + + + +” + +”+ + + +” + +” + + + +“ + + + + +” + +“ + + + + + + + 表 1 总干利用系数计算 ( 编校 ： 王宇霞) 收稿 日期 ： 2 0 1 20 91 5 作者简介： 张立明( 1 9 7 7一) ， 工程师， 从事水资源评价、 论 证 工作 。 粉煤灰在三盛公水利枢纽公路桥混凝土路面中的应用 尚 龙等 2 7 1 3 粉煤灰水泥混凝土的配合 比设计 粉煤灰水泥混凝土的配合 比设计根据 粉煤灰混 凝土应用技术规范 G B J 1 4 6 9 0规定 的超量取代法进 行 ， 超量系数取 1 5 ， 由此增加 的粉煤灰体 积减去 同体 积的砂。三盛公水利枢纽公路桥混凝土路面铺装层施 工中， C 4 0混凝土的配合 比， 见表 1 。 表 1 c 4 o混凝土的配合 比 2 粉煤灰对水 泥混凝土性能 的改善 2 1 改善工作性能 粉煤灰的掺人 ， 使胶凝材料 的总量增加 ， 混凝土工 作性能大幅度改善 ： 粉煤灰水泥混凝土 的振动粘度 系数减小 ， 有利于振捣密实。静态坍落度变小， 有利 于工程施工质量 。胶凝材料的总量增加使成型路面 光滑平整。和易性得到 了改善。 2 2 提高抗折强度 水泥混凝土 中使用了粉煤灰 ， 能提高抗折强度 ， 尤 其是使后期强度大幅度提高。对三盛公水利枢纽公路 桥混凝土路面铺装层浇筑 中的混凝土试块进行抗压实 验显示 ， 龄期 为 4 4 、 4 5 d的抗 压强度 值分 别为 4 7 6 MP a 、 4 8 6 MP a ， 达到设计强度 的 1 2 0 5 。 2 3 改善抗磨性 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 4 钢筋粘结力提高 粉煤灰混凝 土 比基准混 凝土钢筋 粘结力有所 提 高 ， 这是 由于粉煤灰混凝 土比基准混凝土胶结材料明 显增多 ， 均匀性较好 ， 因而增加 了粘结强度。 2 5 降低 水 泥水 化速 度 水泥水化作用是放热过程 ， 掺入粉煤灰可降低水 泥水化速度， 降低混凝土温升约 2 0 左右， 很适合高 温季节大体积混凝土施工 ， 也有利于远距离运输 。 3 存在 的问题及 其处理措施 3 1 粉煤灰混凝土干缩性大 。 高温大风季节施工易产 生塑性收缩开裂 三盛公水利枢纽公路桥混凝土路面铺装层浇筑施 工中， 每 1 m 粉煤灰水泥混凝土水泥用量为 3 3 2 k g ， 粉煤灰为 1 1 9 k g ， 胶凝材料的总量为 4 5 1 k g 。显然 ， 胶 凝材料的总量过多 ， 在夏季 高温大风天气施工容易产 生塑性收缩 裂缝 。研究 表 明， 粉煤 灰水 泥混凝 土 在 0 5 7 k g m h蒸发率的条件下就会产生塑性收缩裂 缝 ， 而普通水泥混凝土产生塑性收缩裂缝 的临界蒸发 率为 0 7 5 k g m h ， 这 一点应 引起关 注。但是在施 工 中， 通过一定 的技术措施 ， 完 全可 以控 制裂缝 的产 生 。在三盛公水利枢纽公路桥混凝土路面铺装层施工 中， 浇筑混凝土全部都在夜间进行 ， 而且严格控制夜间 浇筑量 ， 一般等到天亮时正好浇筑完毕 ， 然后马上用草 莲覆盖 ， 避免烈 日的照射 ， 降低蒸发率 ， 并在草莲上洒 水 ， 保持湿润 ， 补充蒸发的水分。 3 2 由于早期强度较低 ， 要加强养生， 并延长养生期 三盛公水利枢纽公路桥混凝土路面铺装层浇筑施 工 中， 正值 68月份 ， 最高气温高于 3 0 q C， 所 以， 为了 保证施工质量 ， 用草莲覆盖养生 2 8 d ， 并在这期间内严 格控制交通 。 3 3 通过实验确定最佳的粉煤灰掺入量 今后浇筑混凝土路 面需加入粉煤灰时 ， 建议先根 据当地 的气候和施工条件 ， 在现场做粉煤灰水泥混凝 土配合 比实验 ， 以确定最佳的粉煤灰掺入量 。 4 经 济效 益 三盛公水利枢纽公路桥混凝土路面铺装层浇筑施 工共使用混凝土 1 2 0 3 5 m 。其 中， 水泥 4 0 0 t ， 粉煤 灰 1 4 3 2 t ， 减少使用水泥 1 7 2 t ， 根据 当时水泥和粉煤 灰( 我们指定使用呼和浩特 的粉煤灰 ， 运 费较高 ) 的市 场价计算 ， 每立方米混 凝土可节 约成本 4 6 左 右。 如果当地有大的电厂生产粉煤灰 ， 不考虑运 费， 则每立 方米混凝土可节约成本达 7 4 左右 。 5 结论 在水泥混凝土 中适 当地掺人粉煤灰后 ， 改善 了混 凝土的工作性能 ， 降低了泌水率和水泥水化速度 ， 提高 了路面的抗折强度和抗磨性 ， 提高 了工程质量。虽然 存在干缩性大 、 早期强度低等缺陷， 但通过合理的技术 措施和加强施工管理 ， 这些问题完全可以解决 ， 并不防 碍粉煤灰的使用。粉煤灰在水泥混凝土路面工程 中值 得推广 。 ( 编校 ： 王字霞 ) 收 稿 日期 ： 2 0 1 21 2 0 3 作者简介： 尚龙( 1 9 7 6一) ， 工程师， 现从事水利工程建设与 管理工作。