談粉煤灰在公路工程中的應用

程改艷

1 概述

粉煤灰，是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰，本身屬于輕工業(yè)廢渣。我國火電廠粉煤灰的主要氧化物組成為:SiO2，Al2O3，F(xiàn)eO，F(xiàn)e2O3，CaO，TiO2等。

隨著電力工業(yè)的發(fā)展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加處理，就會產生揚塵，污染大氣，如排入水系會造成河流淤塞，更嚴重的是其中的有毒化學物質還會對人體和生物造成危害。20世紀70年代，世界性能源危機，環(huán)境污染以及礦物資源的枯竭等強烈地激發(fā)了粉煤灰利用的研究和開發(fā)，隨著研究工作日趨深入，粉煤灰在其應用方面也有了長足的進步。由于粉煤灰具有資源豐富、價格低廉等優(yōu)點，受到社會各界的青睞。

目前，對粉煤灰的研究著重于資源化研究和開發(fā)利用。利用粉煤灰生產的產品在不斷增加，技術在不斷更新。

國內外粉煤灰綜合利用工作與過去相比較，發(fā)生了重大的變化，主要表現(xiàn)為:

粉煤灰治理的指導思想已從過去的單純環(huán)境角度轉變?yōu)榫C合治理、資源化利用;粉煤灰綜合利用的途徑已從過去的路基、填方、混凝土摻和料、土壤改造等方面的應用，發(fā)展到目前的在水泥原料、水泥混合材、泵送混凝土、大體積混凝土制品、高級填料等高級化利用途徑。

2 粉煤灰在公路工程中的應用

粉煤灰在公路工程中的用途是較廣泛的，可用于壓漿處理路基、路基填筑、軟土地基處理、路面基層和底基層、瀝青混凝土路面、水泥混凝土路面和大體積混凝土中。

2.1 粉煤灰路基

利用粉煤灰填筑路堤，具有用灰量大、投資少、經濟效益顯著、自重輕、強度高、壓縮性小、固結快、減少污染、保護環(huán)境、節(jié)省土地、開拓新的筑路材料來源等優(yōu)點。但也有粘聚力小，毛細水作用影響較大和運輸及施工過程中容易揚塵等缺點。粉煤灰路堤根據(jù)施工方法可分為純粉煤灰路堤和灰土間隔路堤。純粉煤灰路堤因其有板結后密實度高、自重輕、沉降小和受雨水影響小等優(yōu)點，在實際工程中容易推廣［1］。粉煤灰一般分為干排灰和濕排灰兩種，在干燥狀態(tài)下呈深灰或淺灰色，無粘結性;在潮濕狀態(tài)下呈灰色或灰褐色，浸于水后易于流散，濕排灰可作為路基填料，因其天然含水量較高，與最佳含水量有較大差距，在施工前應提前幾天在灰池中放水，放水時必須掌握一定的度，若放少了則會與天然含水量有差距，若放多了，粉煤灰太干，在運輸過程中極易起塵引起環(huán)境污染。

2.2 粉煤灰處理地基

粉煤灰處理地基的原理:粉煤灰具有容量小、滲透性好、有較高的靜力抗剪強度、較低的壓縮性、與石灰等堿性物質產生水化反應后產生凝硬性。

粉煤灰用于處理軟土地基主要有二灰樁，粉煤灰混凝土樁，粉煤灰固結樁等形式，通過樁與土體形成復合地基加固深層軟土地基。

二灰樁是由粉煤灰和石灰組合而成，可分為兩種樁型，即以粉煤灰為主的二灰樁和以石灰為主的石灰—粉煤灰樁。前者主要是對軟土地基產生擠密和置換作用，適用于地下水位以下各種軟土地基的加固，加固深度不超過12 m;后者主要對地基產生置換，成孔擠密，膨脹擠密，脫水擠密和膠凝作用，適用于地下水位以上的各種軟土地基的處理和地下水位的軟土地基的加固。

粉煤灰固結樁一般適用于軟土地基，粉煤灰固結樁由粉煤灰、石膏、水泥加水按一定比例配置而成。具有成型可靠，形狀任意選擇，造價低廉，改良地基的效果好，抗變形能力強，樁體密實度高等優(yōu)點。施工時將配置好的漿液加壓注入尼龍袋中，尼龍袋具有模板，過濾脫水，加壓和增強等作用，由于灌注加壓排水措施，尼龍袋微孔在灰漿向外滲出的過程中，水只能向外滲，并被隔離在袋外，形成固結硬化均勻的樁體［2］。

粉煤灰混凝土樁是由粉煤灰，碎石，中粗砂和水泥組成，在樁中加入粉煤灰后樁體會具有明顯的后期強度，它和樁間土一起通過鋪設在其上的褥墊層形成復合地基。

2.3 粉煤灰基層

粉煤灰類基層屬于半剛性結構，具有強度高、穩(wěn)定性好、剛度大和一定的抗凍性及抗裂縫性能優(yōu)于水泥穩(wěn)定碎石等優(yōu)點，在公路建設中被廣泛采用。

常用的粉煤灰基層類型有二灰碎石、二灰砂礫、二灰砂和二灰土(灰土禁止用作高等級路面的基層，而只能用作底基層)等。二灰混合料(石灰、粉煤灰混合料)是將石灰、粉煤灰及其他摻入材料，按照合適的比例、最佳含水量、合理的工藝過程拌和均勻，經壓實、養(yǎng)生后具有規(guī)定抗壓強度的混合料［3］。

2.4 粉煤灰混凝土

在混凝土中摻加粉煤灰，其可以與混凝土進行二次反應，生成難溶的水化硅酸鈣凝膠，不僅降低了溶出的可能，而且也可填充混凝土內部的孔隙，使得混凝土強度和抗?jié)B性提高。粉煤灰的加入還可使得混凝土制備需水量減小，從而降低混凝土早期干燥收縮，使混凝土密實性得到很大提高?？偟膩碚f在混凝土中摻加粉煤灰節(jié)約了大量的水泥和細骨料;減少了用水量;改善了混凝土拌和物的和易性;增強混凝土的可泵性;減少了混凝土的徐變;減少水化熱、熱能膨脹性;提高混凝土抗?jié)B能力;增加混凝土的修飾性。

3 結語

在公路工程中大量利用粉煤灰，不但可以節(jié)約建設投資，還可以提高公路工程結構的使用性能，延長結構使用壽命。同時可加快工業(yè)廢渣利用速度，加速粉煤灰資源化進程，實現(xiàn)粉煤灰優(yōu)質優(yōu)價，對國家大力發(fā)展循環(huán)經濟、建設資源節(jié)約型社會起到積極的推動作用，具有明顯的社會效益［4］。粉煤灰在應用于公路工程時也有自身的一些缺點，主要是對大氣造成污染、在使用過程中對附近的生態(tài)環(huán)境造成污染、對地表水及地下水造成污染和粉煤灰中的有毒物質對人體和生物造成危害。因此我們需要采取一定的環(huán)境保護措施，合理的利用粉煤灰，希望更多的相關專家能對工業(yè)固定廢棄物加以更深層的研究和開發(fā)，變廢為寶，使公路建筑材料能夠朝著環(huán)保方向進一步發(fā)展［5］。

［1］ 黃宗遠，陳長壽，張 敏，等.粉煤灰在公路路基施工中的應用［J］.中南公路工程，2003，28(1):63-65.

［2］ 沈 燁.軟土地基處理方法綜述［J］.山西建筑，2006，32(13):71-72.

［3］ 張玉萍.粉煤灰在高速公路施工中的應用［J］.山西建筑，2003，29(15):103-104.

［4］ 粉煤灰在公路工程中的綜合利用研究.專家鑒定結論［EB/OL］.http://www.sxjt.net/kxyj/ktyj/201012/30116.html.

［5］ 石治峰.關于粉煤灰公路建筑材料的環(huán)境保護措施［J］.山西建筑，2010，36(15):356-357.