低活性粉煤灰在路面基層施工中的應(yīng)用

王 濤

(山西省交通新技術(shù)發(fā)展有限公司,山西 太原 030006)

粉煤灰是一種固體廢棄物，在公路工程路面基層施工中發(fā)揮著重要的作用，其中包含的活動物質(zhì)能夠在標(biāo)準環(huán)境條件在形成較高強度，從而為路面基層施工質(zhì)量控制提供可靠的依據(jù)。因此在公路工程路面基層施工中，加大力度探討低活性粉煤灰的實際應(yīng)用情況，在保證公路工程建設(shè)質(zhì)量上發(fā)揮著重要的作用。

1 低活性粉煤灰概述

1.1 工程特性

粉煤灰是火電廠排除的廢渣，為硅質(zhì)或硅鋁質(zhì)材料，本身粘性較小，呈細分散狀態(tài)，能夠與水、消石灰和水泥等混合在一起，可以發(fā)生反應(yīng)，進而形成粘性還何物。粉煤灰以硅、鋁、鐵為主要氧化物，是火山灰反應(yīng)的主要物質(zhì)。以玻璃體形式存在，當(dāng)玻璃體中三氧化二鋁等被溶蝕后，水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等水硬性物質(zhì)得以形成。由此可以得知，二灰穩(wěn)定類材料在路面基層施工中的應(yīng)用，需要以水作為強度控制的重要條件。

低活性粉煤灰是粉煤灰中的一種，以三氧化二鋁或三氧化二鐵等為代表的物質(zhì)的總含量低于70%或?qū)嶋H燒失量高于20%的粉煤灰。低活性粉煤灰的早期強度大多在0.4～0.8 MPa之間，實際強度較低，部分低活性粉煤灰在早期并不具備強度。而在低活性粉煤灰的中后期，其強度也比較低。通過對以往公路工程基層路面施工相關(guān)資料加以分析和研究可知，低活性粉煤灰具有一定特殊性，其活性含量較低，顆粒偏粗且燒失量過大，此種條件下使得低活性粉煤灰的實際強度較低。低活性粉煤灰的比表面積相對較小，實際活性利用率較低，在這一方面，與燃煤品質(zhì)、燃燒程度以及粉煤灰實際存放時間等均存在密切聯(lián)系。在公路工程路面基層施工中，干粉煤灰與濕粉煤灰都具有一定應(yīng)用價值，濕粉煤灰的含水量應(yīng)當(dāng)控制在35%以內(nèi)以便加強施工質(zhì)量控制。若在施工過程中使用干粉煤灰，為避免粉煤灰四處飛揚而產(chǎn)生環(huán)境污染，應(yīng)當(dāng)對堆積在空地上的干粉煤灰進行加水處理。在粉煤灰使用過程中，應(yīng)當(dāng)將凝固粉煤灰打碎過篩，并清除有害雜質(zhì)，從而保證公路工程路面基層施工的順利進行。

1.2 應(yīng)用前景

我們?nèi)舨荒軌驅(qū)Ψ勖夯疫M行合理化應(yīng)用，不僅為社會公共環(huán)境增加了龐大的污染源，對于粉煤灰排放單位來說，需要占用更大的土地面積來對此類工業(yè)廢渣進行存放，而對于公路建設(shè)來說，則是放棄了具有良好應(yīng)用價值的筑路材料資源，不利于粉煤灰的實際應(yīng)用價值的有效發(fā)揮。因此，將低活性粉煤灰應(yīng)用到公路路面基層施工中，對于公共環(huán)境、粉煤灰排放單位以及公路建設(shè)方而言，都是非常有益的。那而如何利用低活性粉煤灰，促進其強度的提升，改善其物理特性，是一個值得思考的問題。

事實上，現(xiàn)在很多學(xué)者都在積極探究和探索如何進一步的提升低活性粉煤灰在工程施工中的實際應(yīng)用效果，以充分發(fā)揮低活性粉煤灰的作用。很多學(xué)者一致認為，只要能夠合理的在粉煤灰中添加一定的化學(xué)添加劑，就能夠在很大程度上改善其活動，提高粉煤灰的材料輕度，這樣就能夠滿足路面基層的施工材料要求，確保施工質(zhì)量。

2 試驗方案

為確保低活性粉煤灰在公路工程路面基層施工中的實際應(yīng)用價值得到最大程度的發(fā)揮，本文就低活性粉煤灰的實際應(yīng)用情況開展試驗研究。在明確試驗?zāi)康牡幕A(chǔ)上，掌握好混合料的配比，并制定可行的試驗方案。在配合比設(shè)計的過程中，應(yīng)當(dāng)掌握好石灰與粉煤灰的配合比例，以及二者與集料之間的比例，以保證二灰穩(wěn)定碎石配合比設(shè)計的合理性和可靠性。就本次試驗來看，石灰穩(wěn)定粉煤灰配合比設(shè)計中石灰與粉煤灰之間的比例為25∶75，而二灰穩(wěn)定碎石配合比設(shè)計中，石灰、粉煤灰與集料之間的比例為5∶20∶75。在明確相關(guān)配合比設(shè)計比例的基礎(chǔ)上，能夠保證混合料級配、技術(shù)規(guī)范等與公路工程路面基層施工規(guī)范保持高度一致。

在石灰穩(wěn)定粉煤灰方面，不同粉煤灰空白試驗條件下，在摻加適當(dāng)比例碳酸鈉和硫酸鈉后，制成在齡期上存在一定差異的試件。將制作完成的試件置于標(biāo)準養(yǎng)護箱中，對其進行妥善養(yǎng)護處理，至齡期前一天取出，在進行飽水試驗后，開展無側(cè)限抗壓強度試驗后，計算其標(biāo)準概率，準確判定石灰穩(wěn)定粉煤灰實際強度，從而為路面基層施工質(zhì)量控制奠定可靠的基礎(chǔ)。

在二灰穩(wěn)定碎石方面，在試驗過程中以粉煤灰作為試驗樣本，在加入標(biāo)準比例碳酸鈉后，開展空白試驗，進而依照規(guī)范方式支撐標(biāo)準規(guī)格的試件，試件在齡期上存在一定差異。本次試驗中共制備出12組試件，每組10件，相關(guān)技術(shù)人員以塑料袋對不同齡期試件進行分組套裝后，按照標(biāo)準養(yǎng)護方式對試件進行為期24 h的養(yǎng)護。待養(yǎng)護到位后，取出開展飽水試驗，時間同樣為24 h，之后開展無側(cè)限抗壓強度試驗，按照標(biāo)準計算方式并掌握好計算比例，在95%概率下對代表值進行準確計算，從而為路面基層施工的質(zhì)量控制提供可靠的技術(shù)支持。

為確保低活性粉煤灰在路面基層施工中的實際應(yīng)用價值得到最大程度的發(fā)揮，應(yīng)當(dāng)充分做好工程實體強度檢驗工作，也就是說，在試驗過程中，以標(biāo)準內(nèi)徑鉆頭對14 d以上齡期的路面基層芯樣進行鉆取，以專用芯樣切割機將多余部位切除，制作成標(biāo)準規(guī)格的試件，在開展飽水試驗后，通過無側(cè)限抗壓強度試驗對工程實體強度進行有效檢驗。

3 低活性粉煤灰配合比設(shè)計及施工要點

3.1 配合比設(shè)計

在公路工程路面基層施工過程中，低活性粉煤灰的材料配合比設(shè)計是影響低活性粉煤灰使用性能的一項重要因素，因此相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)充分做好低活性粉煤灰的材料配合比設(shè)計工作。相關(guān)實踐研究表明，在外摻劑處理條件下，低活性粉煤灰材料配合比設(shè)計與一般情況下的材料設(shè)計方式并無明顯區(qū)別。在外摻劑使用之前，應(yīng)當(dāng)及時開展空白對比試驗，以保證外摻劑的實際使用效果滿足路面基層施工的相關(guān)標(biāo)準。受到粉煤灰品質(zhì)以及性能等因素的影響，在材料配合比設(shè)計過程中應(yīng)當(dāng)合理控制好外摻劑的使用量，將不同外摻劑計量的配合比方案在經(jīng)濟性和技術(shù)性上的優(yōu)劣進行對比分析，從而保證材料配合比設(shè)計的科學(xué)性和合理性。

3.2 施工要點

為加強路面基層施工質(zhì)量控制，確保低活性粉煤灰在路面基層施工中的實際應(yīng)用價值得到最大程度的發(fā)揮，在實際施工過程中應(yīng)當(dāng)掌握好施工操作要點并加以科學(xué)化控制，從而為公路工程建設(shè)質(zhì)量打下良好的基礎(chǔ)。因此在路面基層施工中對低活性粉煤灰進行應(yīng)用時，應(yīng)當(dāng)對硫酸鈉的劑量進行合理控制，并依照相關(guān)試驗標(biāo)準及統(tǒng)計數(shù)據(jù)，通過二灰穩(wěn)定土來促進膨脹。相關(guān)工程實踐表明，硫酸鈉用量極限狀態(tài)最好在二灰干質(zhì)量的3%以內(nèi)，以加強低活性粉煤灰的使用性能控制。通常情況下，路面基層施工中以二灰穩(wěn)定碎石摻加硫酸鈉作為混合料，石灰、粉煤灰與集料的配比為5∶20∶75，并添加標(biāo)準比例的硫酸鈉。二灰中硫酸銨的含量缺乏可行的定量檢測方法，通過定性與定量相結(jié)合的方式對低活性粉煤灰劑量進行科學(xué)化控制。

4 結(jié) 論

為確保低活性粉煤灰在路面基層施工中的實際應(yīng)用價值得到最大程度的發(fā)揮，在實際施工過程中應(yīng)當(dāng)結(jié)合公路工程路面基層施工的具體特點加以綜合分析，在低活性粉煤灰中摻加標(biāo)準比例的硫酸銨，以保證路面基層施工的順利進行，切實保證整個公路工程路面基層施工的經(jīng)濟性和可靠性。相關(guān)研究表明，二灰穩(wěn)定碎石混合料具有一定特殊性，在加入化學(xué)添加劑后能夠有效提高混合料強度和剛度，滿足公路工程路面基層施工的相關(guān)標(biāo)準，便于加強施工質(zhì)量控制。與此同時，低活性粉煤灰在路面基層施工中具有良好的工藝性，尤其是將硫酸鈉添加至二灰穩(wěn)定碎石中，能夠明顯改善二灰水化熱產(chǎn)生速率，延長可碾壓時間，從而全面提高施工質(zhì)量，推進公路工程建設(shè)的順利開展。