粉煤灰在橋梁混凝土中的應用技術
2006-07-10 00:00
摘要：主要論述粉煤灰在橋梁混凝土施工中的應用實踐，以及應用效果和經(jīng)濟效益。
關鍵詞：橋梁；粉煤灰應用；效益
1 粉煤灰性質(zhì)概述
粉煤灰是火力發(fā)電廠排放的廢渣，呈灰色或淺灰色粉末，屬于火山灰質(zhì)活性材料。它含有較多的活性氧化硅、活性氧化鋁，它們與氫氧化鈣在常溫下起化學反應生成穩(wěn)定的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣。這些成分有助于混合料的硬化，增加強度。此外，粉煤灰系球形熔粉，顆粒呈玻璃狀，這些球形顆粒是拌和物和易性得以改善的主要原因。我國目前粉煤灰產(chǎn)量很大，全國年產(chǎn)量達5 000萬t以上，公路橋梁工程利用粉煤灰做混凝土摻料，既能“變廢為寶”減少污染，又能就地取材解決路橋用材料缺乏，并能提高路橋混凝土質(zhì)量，所以可以廣泛利用。
1．1 粉煤灰的物理性質(zhì)
主要有以下5點：（1）細度；（2）密度；（3）堆積密度；（4）燒矢量；（5）含水量。具體如下。
① 細度：粉煤灰的細度對強度的形成有一定影響，粉煤灰顆粒愈細，強度愈高。因經(jīng)磨細的粉煤灰增大了表面積，使活性增大。
② 密度：粉煤灰的密度與它的顆粒形狀、鐵質(zhì)含量有關，玻璃球含量多，粉煤灰密度大；氧化鐵成分高，其密度亦大；含碳多的密度小；密度愈大粉煤灰質(zhì)量愈好。粉煤灰密度為1．07～2．4 g／cm3。
③ 堆積密度：一般為555～700 kg／ m3
④ 燒失量：燒失量即粉煤灰中未燒盡的碳粉含量。未燒盡的碳粉量在粉煤灰中是有害物質(zhì)。如果粉煤灰中含碳量大，活性的Si02、Al2O3、CaO 含量少，都會降低粉煤灰的活性，增加粉煤灰的需水量，降低強度，故燒失量愈少愈好。
⑤ 含水量：濕粉煤灰的含水量不宜超過35% 。
1．2 粉煤灰的分級及品質(zhì)標準
粉煤灰的分級及品質(zhì)標準見表1。
2 摻入粉煤灰的技術指標
根據(jù)以上粉煤灰的性質(zhì)和混凝土材料實際的各種指標，從接到項目開始就進行粉煤灰混凝土配比設計。從各種資料及經(jīng)驗得如下數(shù)據(jù)。
2．1 粉煤灰的最大摻量
粉煤灰的最大摻量和取代水泥率，見表2。
2．2 粉煤灰的取代水泥率
粉煤灰的取代水泥率受混凝土強度等級的限制。通常情況如表3：混凝土強度的粉煤灰取代水泥率。
2．3 粉煤灰取代水泥的超量系數(shù)
粉煤灰取代水泥時可超量加入，其超量系數(shù)不大于表4值。
3 粉煤灰的應用范圍
由于摻入粉煤灰可以提高混凝土抗?jié)B、抗凍、抗腐蝕性能，提高混凝土的耐久性，同時可以改善混凝土工作性，易于抹面，制品外觀質(zhì)量好，因此粉煤灰具有廣泛的應用范圍，具體應用情況如下。
（1） 可以在硅酸鹽水泥中加入適量的粉煤灰制成粉煤灰質(zhì)硅酸鹽水泥。
（2） 用作水泥混凝土摻加料，用高標號水泥制作低強度混凝土，可以節(jié)省水泥。
（3） 用作瀝青混凝土路面摻和料。
（4） 用粉煤灰加水泥或石灰穩(wěn)定砂礫做路面基層、底基層以及墊層。
（5） 拌制建筑砂漿．代替部分石膏效果較好。
（6） 粉煤灰與粘土燒結粉煤灰磚用于建筑工程中。
（7） 適用于受化學侵蝕水泥混凝土及灌漿，泵送水泥混凝土中。
4 實踐應用取得的效益情況
（1） 2002～2003年龍建路橋股份有限公司第一工程處在哈伊秦趙段承接了9座中小橋工程。該項目總混凝土量13 849．8 m3，其中C25 混凝土量6 504．29 m3（包括擋土墻混凝土1 443 m3）， C30混凝土量4 585．59 m3，C40混凝土量2 759．92 m3，另合同外板梁C40混凝土量250 rn3。
由于業(yè)主對工期及質(zhì)量提出較高的要求，所以在哈伊項目的施工中存在著工期緊，任務重，點多線長，人員及機具設備相對不足．同時合同造價不高，相對投入又大，因此我項目部從技術上開挖潛力，向技術要效益，降低成本，減小投入，增加利潤。提出混凝土配合比設計按摻入粉煤灰混凝土配合比進行設計，這樣可以減小水泥用量，增加利潤。
因砂、石料、水在配比變化中變化量所占的費用較少，故忽略不計。只對水泥量變化進行對應的費用對比，見表5。
1~4項合計節(jié)省費用：312 262元。
（2） 2004年龍建路橋股份有限公司第一工程處在伊嘉公路五湯段承建了4座大橋，在基礎施工中采用混凝土摻入粉煤灰技術，同樣取得了良好的效益，見表6。
1～2項合計節(jié)省費用：68 762元。
通過龍建路橋公司股份有限公司第一工程處八部在2002～2004年施工期間粉煤灰混凝土在哈伊和伊嘉公路兩個施工項目的實際應用，可以得出粉煤灰這種材料做為混凝土摻加料來代替水泥，不僅可以保證混凝土的強度及穩(wěn)定性，而且可以節(jié)省大量水泥，從而大大減少成本投入，增加利潤。通過對比可以看出，摻粉煤灰混凝土將大大節(jié)余成本，若廣泛的推廣使用，那么取得的效益是相當可觀的。
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