粉煤灰在橋梁混凝土中的應(yīng)用技術(shù)
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(yīng)用實(shí)踐，以及應(yīng)用效果和經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：橋梁；粉煤灰應(yīng)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(xué)反應(yīng)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(qiáng)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(guó)目前粉煤灰產(chǎn)量很大，全國(guó)年產(chǎn)量達(dá)5 000萬(wàn)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(diǎn)：（1）細(xì)度；（2）密度；（3）堆積密度；（4）燒矢量；（5）含水量。具體如下。
① 細(xì)度：粉煤灰的細(xì)度對(duì)強(qiáng)度的形成有一定影響，粉煤灰顆粒愈細(xì)，強(qiáng)度愈高。因經(jīng)磨細(xì)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(guān)，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??；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(huì)降低粉煤灰的活性，增加粉煤灰的需水量，降低強(qiáng)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(guò)35% 。
1．2 粉煤灰的分級(jí)及品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
粉煤灰的分級(jí)及品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。
2 摻入粉煤灰的技術(shù)指標(biāo)
根據(jù)以上粉煤灰的性質(zhì)和混凝土材料實(shí)際的各種指標(biāo)，從接到項(xiàng)目開(kāi)始就進(jìn)行粉煤灰混凝土配比設(shè)計(jì)。從各種資料及經(jīng)驗(yàn)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(jiàn)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(qiáng)度等級(jí)的限制。通常情況如表3：混凝土強(qiáng)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(shí)可超量加入，其超量系數(shù)不大于表4值。
3 粉煤灰的應(yīng)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(shí)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(yīng)用范圍，具體應(yīng)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(biāo)號(hào)水泥制作低強(qiáng)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(jié)粉煤灰磚用于建筑工程中。
（7） 適用于受化學(xué)侵蝕水泥混凝土及灌漿，泵送水泥混凝土中。
4 實(shí)踐應(yīng)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(xiàng)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(duì)工期及質(zhì)量提出較高的要求，所以在哈伊項(xiàng)目的施工中存在著工期緊，任務(wù)重，點(diǎn)多線長(zhǎng)，人員及機(jī)具設(shè)備相對(duì)不足．同時(shí)合同造價(jià)不高，相對(duì)投入又大，因此我項(xiàng)目部從技術(shù)上開(kāi)挖潛力，向技術(shù)要效益，降低成本，減小投入，增加利潤(rùn)。提出混凝土配合比設(shè)計(jì)按摻入粉煤灰混凝土配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣可以減小水泥用量，增加利潤(rùn)。
因砂、石料、水在配比變化中變化量所占的費(fèi)用較少，故忽略不計(jì)。只對(duì)水泥量變化進(jìn)行對(duì)應(yīng)的費(fèi)用對(duì)比，見(jiàn)表5。
1~4項(xiàng)合計(jì)節(jié)省費(fèi)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(chǔ)施工中采用混凝土摻入粉煤灰技術(shù)，同樣取得了良好的效益，見(jiàn)表6。
1～2項(xiàng)合計(jì)節(jié)省費(fèi)用：68 762元。
通過(guò)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(gè)施工項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用，可以得出粉煤灰這種材料做為混凝土摻加料來(lái)代替水泥，不僅可以保證混凝土的強(qiáng)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(rùn)。通過(guò)對(duì)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(dāng)可觀的。
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