水泥混凝土加入粉煤灰室內(nèi)試驗(yàn)研究

1、34內(nèi)蒙古公路與運(yùn)輸Highw ays &T r anspor tation in Inner M ongo lia2004年第1期文章編號(hào):1005-0574-(2004 01-0034-02水泥混凝土加入粉煤灰室內(nèi)試驗(yàn)研究劉昆(通遼市交通工程局, 內(nèi)蒙古通遼028000【摘要】通過大量室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明, 將工業(yè)廢渣粉煤灰加入水泥混凝土中, 用作混合材料取代一部分水泥, 不僅能降低工程造價(jià), 明顯提高水泥混凝土的耐久性, 而且又能減少粉煤灰對(duì)環(huán)境的污染, 是一件“利在當(dāng)代, 功在千秋”的工作。【關(guān)鍵詞】粉煤灰; 水泥混凝土; 室內(nèi)試驗(yàn); 研究中圖分類號(hào):U 416. 216文獻(xiàn)標(biāo)

2、識(shí)碼:A隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 火力發(fā)電廠的增加, 截止2001年, 全國(guó)火力發(fā)電廠排出的粉煤灰廢渣, 年排灰量高達(dá)1. 6億t 。僅2000年, 電廠貯灰量已達(dá)22億t, 占地約2. 9萬hm (44萬畝 , 這些灰若得不到利用,將污染環(huán)境, 影響氣候, 破壞生態(tài)。為了充分利用粉煤灰“資源”, 我局從1998年就對(duì)粉煤灰的路用性能進(jìn)行了研究, 經(jīng)過室內(nèi)試驗(yàn), 試驗(yàn)路施工, 至1991年大面積推廣應(yīng)用, 迄今為止, 只要在粉煤灰貯存池的經(jīng)濟(jì)半徑內(nèi), 都采用了有粉煤灰摻入的基層結(jié)構(gòu)。十幾年來的粉煤灰加入路面基層, 不僅提高了路面基層質(zhì)量, 降低了工程造價(jià), 而且吃掉了大量粉煤灰。為減少粉煤灰對(duì)環(huán)境

3、的污染, 通遼市交通人做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。粉煤灰具有火山灰活性, 它的活性成分能與水泥水化過程中析出的氫氧化鈣緩慢地進(jìn)行“二次反應(yīng)”, 生成以水化硅酸鈣為主的水化產(chǎn)物, 與水泥漿硬化晶體堅(jiān)固地結(jié)合起來, 進(jìn)而增長(zhǎng)后期強(qiáng)度, 提高水泥混凝土的抗?jié)B性和耐久性。此外, 由于粉煤灰在水泥混凝土中具有超火山灰活性的特殊物理功能、填充漿體孔隙功能、與水泥整體的協(xié)調(diào)功能等, 使粉煤灰水泥混凝土物理化學(xué)作用達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡, 起到了使水泥混凝土性試驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)果2能改善和質(zhì)量提高的作用。下面將我們所做的大量室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)作一介紹, 以期得到廣大同行認(rèn)可, 使水泥混凝土摻入粉煤灰這一項(xiàng)利國(guó)利民的工作早日在區(qū)內(nèi)交通工程中廣泛

4、推廣。1試驗(yàn)所用原材料的試驗(yàn)結(jié)果粉煤灰:系通遼市雙泡子電廠的靜電回收灰, 此灰化學(xué)分析委托遼寧省分析測(cè)試中心及內(nèi)蒙古民族大學(xué)所做, 見表1。水泥:產(chǎn)地遼寧省本溪市。普通硅酸鹽42. 5級(jí)水泥, 經(jīng)自檢各項(xiàng)指標(biāo)均合格。粗骨料:產(chǎn)地遼寧省, 各項(xiàng)指標(biāo)見表2、表3。! 細(xì)骨料:產(chǎn)地遼寧省芳山鎮(zhèn), 系河砂。各項(xiàng)指標(biāo)見表4、表5。2水泥混凝土試驗(yàn)作為水泥混凝土試驗(yàn), 我們采用了生產(chǎn)、科研相結(jié)合的辦法, 既要科研又要滿足生產(chǎn)需要, 為此, 我們以通遼市哲里木大橋鉆孔灌注樁水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)為基準(zhǔn), 來研究及了解有粉煤灰的加入, 其強(qiáng)度、耐久性、抗?jié)B能力的變化。表6、表7、表8即為基準(zhǔn)水泥混凝土配合比與各

5、摻量粉煤灰配合比設(shè)計(jì)結(jié)果匯總表。燒失量/%9. 2塑指2. 4親水密度系數(shù)/g cm -30. 81. 93表1通遼市雙泡子電廠粉煤灰試驗(yàn)結(jié)果SO 30. 074Al 2O 318. 820. 63Fe 2O 34. 568. 2S iO 263. 566. 61K 2O 0. 30. 86Na 2O 0. 27M gO 0. 751. 8CaO 2. 943. 0表2粗骨料試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)地五峰平安 視密度/g cm -32. 612. 70吸水率/%1. 51. 8針片狀/%1. 12. 5堅(jiān)固性(五次 /%2. 34. 7含泥量/%-壓碎值/%5. 84. 9總第83期劉昆:水泥混凝土加入粉煤

6、灰室內(nèi)試驗(yàn)研究表3粗骨料級(jí)配試驗(yàn)(累計(jì)表4細(xì)骨料試驗(yàn)結(jié)果594. 995. 097. 4<5100100100產(chǎn)地芳山鎮(zhèn)堅(jiān)固性(五次/%2. 0含泥量/%2. 9密度/g cm -32. 5835產(chǎn)地五峰平安二龍401. 90. 82. 32046. 347. 635. 31073. 879. 286. 8細(xì)度模數(shù)M x 2. 61表5細(xì)集料篩分結(jié)果(累計(jì)粒徑/m m 結(jié)果10053. 12. 512. 41. 2526. 40. 6362. 40. 31585. 40. 1694. 40. 07597. 4<0. 075100表6水泥混凝土基準(zhǔn)配合比與各摻量粉煤灰配合比強(qiáng)度對(duì)比表

7、水泥混凝土的材料用量/kg m -3編號(hào)A-1A -2A-3B-1B-2B-3C -1C-2C -3D-1D-2D -3產(chǎn)地五峰平安二龍五峰平安二龍五峰平安二龍五峰平安二龍水220220220220220220225225225230230230砂732. 1747. 0781. 7707. 0739. 1769. 1691. 7724. 0753. 7681. 3713. 3743. 3粉煤灰000333333666666999999抗壓強(qiáng)度/M Pa R 721. 519. 717. 917. 021. 421. 417. 420. 021. 016. 018. 317. 8R 2838.

8、 429. 234. 130. 134. 130. 329. 039. 036. 728. 836. 436. 2水灰比0. 50. 50. 50. 530. 530. 530. 570. 570. 570. 610. 610. 61粉煤灰摻量ABCD表7水泥混凝土抗?jié)B結(jié)果匯總表序號(hào)1234水泥350350350350水泥混凝土材料用量/kg m -3砂728728728684粉煤灰-6666-C ×1. 5%C ×1. 5%-外加劑1無無無無2無無無無最大壓力/M Pa 3無無無無4無無無無5無無無無6無無無無1#3#4#6#原始編號(hào)表8水泥混凝土抗凍(快凍法 結(jié)果匯總序

9、號(hào)1234水泥350350350350水泥混凝土材料用量/kg m -3砂728728728728粉煤灰66-66-外加劑C ×1. 5%C ×1. 5%全量損失/%3. 3全破碎2. 7全破碎3. 2全破碎2. 6全破碎相對(duì)動(dòng)彈模/%64-73-66-69-結(jié)論合格不合格合格不合格合格不合格合格不合格原始編號(hào)3#1#4#8#3試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與結(jié)論通過我們所做的基準(zhǔn)混凝土配合比設(shè)計(jì)結(jié)果分析, 按公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范附錄F-4水泥混凝土配制強(qiáng)度計(jì)算, R p =R +1. 645Q , 那么設(shè)計(jì)為25M =33. 2M Pa 。但據(jù)前期所做混凝土配合比設(shè)計(jì)結(jié)果可以得出, 要想達(dá)

10、到33. 2M Pa 強(qiáng)度, 水灰比必須降至0. 50以下, 為此我們做了第二批水泥混凝土試件(見表6 , 共計(jì)拌制12個(gè)配合比例的試件, 下面對(duì)表中所36內(nèi)蒙古公路與運(yùn)輸Highw ays &T r anspor tation in Inner M ongo lia2004年第1期文章編號(hào):1005-0574-(2004 01-0036-02超載超限運(yùn)輸車輛對(duì)公路的損壞及防治對(duì)策趙衛(wèi)平何輝12(1. 內(nèi)蒙古大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 內(nèi)蒙古呼和浩特010023; 2. 內(nèi)蒙古自治區(qū)公路局, 內(nèi)蒙古呼和浩特010020 【摘要】目前, 車輛超載超限運(yùn)輸現(xiàn)象相當(dāng)普遍, 而超載超限車輛對(duì)公路的破壞

11、也是相當(dāng)嚴(yán)重的, 它大大降低了道路的服務(wù)水平, 縮短了道路的使用壽命。文章通過對(duì)內(nèi)蒙古自治區(qū)內(nèi)幾條道路上超載超限車輛運(yùn)輸?shù)膶?shí)地調(diào)查和測(cè)定, 并經(jīng)理論計(jì)算, 定性定量地分析了超載車輛對(duì)公路的破壞原因和程度, 同時(shí)提出一些防治對(duì)策?！娟P(guān)鍵詞】超載超限車輛; 標(biāo)準(zhǔn)軸載; 實(shí)載率; 車轍; 使用壽命中圖分類號(hào):U 492. 3+36. 5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A1內(nèi)蒙古自治區(qū)超載、超限運(yùn)輸現(xiàn)狀調(diào)查與實(shí)測(cè)內(nèi)蒙古自治區(qū)現(xiàn)有各種貨運(yùn)車輛約25萬輛, 貨用車輛中80%為超載運(yùn)輸, 70%左右屬超限運(yùn)輸, 特別是運(yùn)煤車輛100%既超載又超限。僅鄂爾多斯地區(qū)就擁有貨運(yùn)車輛18482輛, 從事煤炭運(yùn)輸?shù)?7486輛, 占貨運(yùn)

12、車輛的92. 4%。而運(yùn)煤車輛100%為超載運(yùn)輸。根據(jù)超載超限的實(shí)際情況, 我們選擇了鄂爾多斯市地區(qū)的東-楊線進(jìn)行了不同軸載下的彎沉測(cè)定, 并對(duì)新建的呼包高速公路南半幅和110國(guó)道呼集段因超限車輛過多而引起路面和橋涵嚴(yán)重?fù)p壞的情況進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查。對(duì)鄂爾多斯市東-楊線K106K107段路面彎沉實(shí)測(cè)結(jié)果顯示, 軸載越重, 所測(cè)的路表彎沉值越大。當(dāng)軸重超過標(biāo)準(zhǔn)軸重60%時(shí), 其彎沉值將是標(biāo)準(zhǔn)軸重時(shí)的2. 4倍。呼包高速公路南半幅超限車輛和路面損害調(diào)查:a. 設(shè)計(jì)資料:建設(shè)年限2001年; 設(shè)計(jì)使用年限20a ; 設(shè)計(jì)容許彎沉值L R =0. 22mm ; 累計(jì)當(dāng)量軸次N e =15. 4×

13、106次; 路面結(jié)構(gòu)類型為15cm 瀝青混凝土面層; 30cm 水泥穩(wěn)定砂礫基層(2#級(jí)配, 設(shè)計(jì)強(qiáng)度4M Pa ; 30cm 水泥、石灰、粉煤灰穩(wěn)定砂礫底基層(1# 要達(dá)到33. 2MPa 的配制強(qiáng)度, 水灰比需定在0. 50以下(平安碎石可需0. 48 。摻入粉煤灰, 可以改善水泥混凝土的和易性、泵送性, 節(jié)約水泥。其最佳摻量為66kg /m 3左右, 為10%。摻入66kg 的粉煤灰, 可節(jié)約水泥44kg 。表7所列結(jié)果為抗?jié)B試驗(yàn)結(jié)果, 全部合格。表8所列結(jié)果為抗凍試驗(yàn)結(jié)果, 第四組試件為空白( 級(jí)配, 設(shè)計(jì)強(qiáng)度2M Pa 。b . 路面破壞情況:呼包高速公路從2001年12月開始通車試

14、運(yùn)行。但從2003年4月底開始, 由于我區(qū)運(yùn)管政策的調(diào)整, 大量超限運(yùn)煤車輛在該道上通行, 且隨著氣溫的升高, 全線出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的車轍和推移擁包等病害。經(jīng)調(diào)查分析, 病害的主要原因是超載超限車輛造成的。c. 交通量及超限情況調(diào)查:2002年7月, 我們對(duì)呼包高速公路超限運(yùn)輸情況進(jìn)行了調(diào)查, 其超限運(yùn)輸情況非常嚴(yán)重, 貨車主要是運(yùn)煤車輛, 普遍超載。有些車輛重達(dá)70t, 實(shí)際荷載是額定荷載的5倍以上。110國(guó)道呼集段超限運(yùn)輸車輛和路面損害調(diào)查:路面破壞情況:G 110線呼集段從19972000年相繼改建交付使用后, 前一階段總體路況較好, 只有輕微裂縫, 進(jìn)入2003年, 隨著大噸位運(yùn)煤車輛的大幅度增加, 加之氣溫的升高, 造成公路病害突然大量增加, 主要是車轍、擁包、推擠、搟邊和局部沉陷等病害。這些病害都是由超載車輛的加速、剎車和爬坡產(chǎn)生的擠壓作用直接引起