低活性粉煤灰在路面基层施工中的应用

舒 丰

(中交第四公路工程局有限公司，北京 100022)

粉煤灰是一种固体废弃物，在公路工程路面基层施工中发挥着重要的作用，其中包含的活动物质能够在标准环境条件在形成较高强度，从而为路面基层施工质量控制提供可靠的依据。因此在公路工程路面基层施工中，加大力度探讨低活性粉煤灰的实际应用情况，在保证公路工程建设质量上发挥着重要的作用。

1 概 述

1.1 工程特性

粉煤灰是火电厂排除的废渣，为硅质或硅铝质材料，本身粘性较小，呈细分散状态，能够与水、消石灰和水泥等混合在一起，可以发生反应，进而形成粘性还何物。粉煤灰以硅、铝、铁为主要氧化物，是火山灰反应的主要物质。以玻璃体形式存在，当玻璃体中Al2O3等被溶蚀后，水化硅酸钙和水化铝酸钙等水硬性物质得以形成。由此可以得知，二灰稳定类材料在路面基层施工中的应用，需要以水作为强度控制的重要条件。

低活性粉煤灰是粉煤灰中的一种，以Al2O3或Fe2O3等为代表的物质的总含量低于70%或实际烧失量高于20%的粉煤灰。低活性粉煤灰的早期强度大多在0.4～0.8 MPa之间，实际强度较低，部分低活性粉煤灰在早期并不具备强度。而在低活性粉煤灰的中后期，其强度也比较低。通过对以往公路工程基层路面施工相关资料加以分析和研究可知，低活性粉煤灰具有一定特殊性，其活性含量较低，颗粒偏粗且烧失量过大，此种条件下使得低活性粉煤灰的实际强度较低。低活性粉煤灰的比表面积相对较小，实际活性利用率较低，在这一方面，与燃煤品质、燃烧程度以及粉煤灰实际存放时间等均存在密切联系。在公路工程路面基层施工中，干粉煤灰与湿粉煤灰都具有一定应用价值，湿粉煤灰的含水量应当控制在35%以内以便加强施工质量控制。若在施工过程中使用干粉煤灰，为避免粉煤灰四处飞扬而产生环境污染，应当对堆积在空地上的干粉煤灰进行加水处理。在粉煤灰使用过程中，应当将凝固粉煤灰打碎过筛，并清除有害杂质，从而保证公路工程路面基层施工的顺利进行。

1.2 应用前景

我们若不能够对粉煤灰进行合理化应用，不仅为社会公共环境增加了庞大的污染源，对于粉煤灰排放单位来说，需要占用更大的土地面积来对此类工业废渣进行存放，而对于公路建设来说，则是放弃了具有良好应用价值的筑路材料资源，不利于粉煤灰的实际应用价值的有效发挥。因此，将低活性粉煤灰应用到公路路面基层施工中，对于公共环境、粉煤灰排放单位以及公路建设方而言，都是非常有益的。那而如何利用低活性粉煤灰，促进其强度的提升，改善其物理特性，是一个值得思考的问题。

事实上，现在很多学者都在积极探究和探索如何进一步的提升低活性粉煤灰在工程施工中的实际应用效果，以充分发挥低活性粉煤灰的作用。很多学者一致认为，只要能够合理的在粉煤灰中添加一定的化学添加剂，就能够在很大程度上改善其活动，提高粉煤灰的材料轻度，这样就能够满足路面基层的施工材料要求，确保施工质量。

2 试验方案

为确保低活性粉煤灰在公路工程路面基层施工中的实际应用价值得到最大程度的发挥，本文就低活性粉煤灰的实际应用情况开展试验研究。在明确试验目的的基础上，掌握好混合料的配比，并制定可行的试验方案。在配合比设计的过程中，应当掌握好石灰与粉煤灰的配合比例，以及二者与集料之间的比例，以保证二灰稳定碎石配合比设计的合理性和可靠性。就本次试验来看，石灰稳定粉煤灰配合比设计中石灰与粉煤灰之间的比例为25∶75，而二灰稳定碎石配合比设计中，石灰、粉煤灰与集料之间的比例为5∶20∶75。在明确相关配合比设计比例的基础上，能够保证混合料级配、技术规范等与公路工程路面基层施工规范保持高度一致。

在石灰稳定粉煤灰方面，不同粉煤灰空白试验条件下，在掺加适当比例碳酸钠和硫酸钠后，制成在龄期上存在一定差异的试件。将制作完成的试件置于标准养护箱中，对其进行妥善养护处理，至龄期前一天取出，在进行饱水试验后，开展无侧限抗压强度试验后，计算其标准概率，准确判定石灰稳定粉煤灰实际强度，从而为路面基层施工质量控制奠定可靠的基础。

在二灰稳定碎石方面，在试验过程中以粉煤灰作为试验样本，在加入标准比例碳酸钠后，开展空白试验，进而依照规范方式支撑标准规格的试件，试件在龄期上存在一定差异。本次试验中共制备出12组试件，每组10件，相关技术人员以塑料袋对不同龄期试件进行分组套装后，按照标准养护方式对试件进行为期24 h的养护。待养护到位后，取出开展饱水试验，时间同样为24 h，之后开展无侧限抗压强度试验，按照标准计算方式并掌握好计算比例，在95%概率下对代表值进行准确计算，从而为路面基层施工的质量控制提供可靠的技术支持。

为确保低活性粉煤灰在路面基层施工中的实际应用价值得到最大程度的发挥，应当充分做好工程实体强度检验工作，也就是说，在试验过程中，以标准内径钻头对14 d以上龄期的路面基层芯样进行钻取，以专用芯样切割机将多余部位切除，制作成标准规格的试件，在开展饱水试验后，通过无侧限抗压强度试验对工程实体强度进行有效检验。

3 低活性粉煤灰配合比设计及施工要点

3.1 配合比设计

在公路工程路面基层施工过程中，低活性粉煤灰的材料配合比设计是影响低活性粉煤灰使用性能的一项重要因素，因此相关人员应当充分做好低活性粉煤灰的材料配合比设计工作。相关实践研究表明，在外掺剂处理条件下，低活性粉煤灰材料配合比设计与一般情况下的材料设计方式并无明显区别。在外掺剂使用之前，应当及时开展空白对比试验，以保证外掺剂的实际使用效果满足路面基层施工的相关标准。受到粉煤灰品质以及性能等因素的影响，在材料配合比设计过程中应当合理控制好外掺剂的使用量，将不同外掺剂计量的配合比方案在经济性和技术性上的优劣进行对比分析，从而保证材料配合比设计的科学性和合理性。

3.2 施工要点

为加强路面基层施工质量控制，确保低活性粉煤灰在路面基层施工中的实际应用价值得到最大程度的发挥，在实际施工过程中应当掌握好施工操作要点并加以科学化控制，从而为公路工程建设质量打下良好的基础。因此在路面基层施工中对低活性粉煤灰进行应用时，应当对硫酸钠的剂量进行合理控制，并依照相关试验标准及统计数据，通过二灰稳定土来促进膨胀。相关工程实践表明，硫酸钠用量极限状态最好在二灰干质量的3%以内，以加强低活性粉煤灰的使用性能控制。通常情况下，路面基层施工中以二灰稳定碎石掺加硫酸钠作为混合料，石灰、粉煤灰与集料的配比为5∶20∶75，并添加标准比例的硫酸钠。二灰中硫酸铵的含量缺乏可行的定量检测方法，通过定性与定量相结合的方式对低活性粉煤灰剂量进行科学化控制。

4 结 论

为确保低活性粉煤灰在路面基层施工中的实际应用价值得到最大程度的发挥，在实际施工过程中应当结合公路工程路面基层施工的具体特点加以综合分析，在低活性粉煤灰中掺加标准比例的硫酸铵，以保证路面基层施工的顺利进行，切实保证整个公路工程路面基层施工的经济性和可靠性。相关研究表明，二灰稳定碎石混合料具有一定特殊性，在加入化学添加剂后能够有效提高混合料强度和刚度，满足公路工程路面基层施工的相关标准，便于加强施工质量控制。与此同时，低活性粉煤灰在路面基层施工中具有良好的工艺性，尤其是将硫酸钠添加至二灰稳定碎石中，能够明显改善二灰水化热产生速率，延长可碾压时间，从而全面提高施工质量，推进公路工程建设的顺利开展。