粉煤灰在市政道路工程中的应用

摘要：随着工业的发展, 我国对工业废渣的综合利用日益受到重视。 利用工业废渣修筑公路与城市道路,既可改善城市污染,解决筑路材料来源的困难, 又能减少能源的消耗,化废为宝, 降低工程费用, 具有很大的经济效益和社会效益。本文分析了粉煤灰的基本性质，探讨了粉煤灰在市政道路工程中的应用。

关键词：粉煤灰；道路工程；应用

Abstract: With the development of industry, our country to industrial waste comprehensive utilization of more and more attention. Using industrial waste residue building roads and urban road, which can improve the pollution of the city, solve the difficult road materials source, and can reduce energy consumption, change the waste to treasure, reduce the cost of the project, has the great economic benefits and social benefits. This paper analyzes the basic properties of the fly ash, discusses the fly ash in municipal road engineering application.

Key Words: fly ash; road projects; application

中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号：

随着工业的发展, 我国对工业废渣的综合利用日益受到重视。 利用工业废渣修筑公路与城市道路,既可改善城市污染,解决筑路材料来源的困难, 又能减少能源的消耗,化废为宝, 降低工程费用, 具有很大的经济效益和社会效益。粉煤灰作为工业废渣的一种,在道路建设各方面已被广泛利用。

一、粉煤灰的基本性质

1、粉煤灰的特理性质

粉煤灰是火力发电厂燃烧煤粉产生的粉状灰渣,是一种灰白到黑色的粉状物质, 比重在1.9～2.4g/ cm3范围内。粉煤灰的颗粒有粗有细,颗粒越细比表面越大,但对水分敏感性大,压实也不容易。粉煤灰的粒径变化范围0. 001～0. 3mm, 但大

部分在0. 01～0. 1mm 之间, 其比表面积一般在200～3000cm2/g 之间。

2、化学成分

由于煤种、 煤粉、 细度及燃烧条件不同, 粉煤灰的化学成分有较大差异。根据其化学成分含量的多少,可将粉煤灰分为两大类:

（1）高钙粉煤灰(褐煤粉煤灰) ,其CaO 含量为10～40%。

（2）高铝硅及高硅粉煤灰,我国大多数粉煤灰属于此类,它具有较好的活性。

3、粉煤灰作用机理

粉煤灰中含有大量的活性SiO2,AL2O3,但含CaO较少。粉煤灰中的玻璃体比较稳定 ,表面相当致密 ,因此它本身只有微弱的水化作用 ,本身不具有水硬性 。粉煤灰的水化有赖于水泥（石膏）水化的激发 ,熟料水化所析出的Ca(OH)2，在水介质中扩散到粉煤灰球状玻璃体的表面 ,发生化学吸附和侵蚀 ,逐渐生成水化硅酸钙 、水化铝酸钙及少量硫铝酸钙晶体,大部分水化产物以凝胶状出现 ,随着龄期的增长,逐步转化为纤维状晶体 ,数量不断增加,互相交叉,形成连锁结构,使后期得到较高的强度增长,甚至超过硅酸盐水泥 。

4、粉煤灰的反应原理

从微观上看,粉煤灰是一种表面光滑而致密的空心球体。 它的矿物组成主要是铝硅酸玻璃体, 含量一般在70%以上,玻璃体含量越多活性越高。粉煤灰的烧失量也影响其活性,因为烧失量大含碳量大,表示煤粉燃烧不充分。碳的存在,遇水后形成一种增水性薄膜, 包围在粉煤灰颗粒表面阻碍水分向颗粒内部渗透, 从而影响粉煤灰的火山灰活性作用,使粉煤灰的活性降低。

粉煤灰是一种缓凝物质,由于表面能低,难以在水中溶解,但在溶液中产生胶凝反应,或称火山灰反应,生成水化硅酸钙和铝酸钙凝胶,这些新生的胶凝物质具有较强的胶结能力和稳定性。

二、粉煤灰在市政工程中的应用

市政工程中的路基填料、路面基层材料都可以选用电厂干排粉煤灰为主要原料。另外，粉煤灰掺入水泥混凝土中可减少混凝土的用水量，达到节约水泥用量的效果，且能提高路面后期强度和抗腐蚀性能，因此，粉煤灰在市政水泥混凝土路面中也得到了很好的应用。

1、粉煤灰作为路基填料的应用

粉煤灰是一种水硬性材料，遇水会产生一定的强度。但是由于质量轻，干燥时容易扬尘，压实过程中表面容易起皮，而且含水量不易控制，掺4%~6% 水泥或 10%~12% 石灰混合拌和的填料，可用于沟槽和路基的填料。建议提前在粉煤灰堆上撒水，以保证粉煤灰的含水量合格，并拌和闷料； 摊铺前应随时检验其含水量，稍高于最佳含水量2%即可摊铺，密实方法可采用插入振动器插振密实，平板振动器再拖振； 干硬性填料也可用压实方法密实。碾压时应选用振动压路机压实两遍，视压实情况看是否增加压实遍数，并根据天气情况，适当撒水保湿，待表面稍干后，光轮压路机即可跟进碾压2遍~3遍，以消除轮迹为准。由于粉煤灰后期强度较高，而且养生过程需要撒水，这样就要求不能在路面强度未达到要求的时候通车，综合来说，应在路面强度达到70%的时候通车。另外一定要做好排水工程，粉煤灰遇水即很快失去强度，而且水分蒸发极慢，但是强度达到要求后的粉煤灰不会对环境，尤其是水资源造成污染，自身的强度也很高。

对掺加固化剂的粉煤灰混合料进行测试，其性能满足公路、市政路基填料使用要求，具有较好的抗压、抗剪、耐水性及耐久性。混合料每立方米固化剂的掺量越多，其软化系数越大，耐水性越好，强度稳定性越高，但固化剂的价位较高，在实际使用中，固化剂的掺量一般控制在80kg/m3~100kg/m3。固化粉煤灰由于自重较轻、强度高，可用于填筑桥头，以减少桥头通车后沉降，以及桥台后填土对桥的压力，还可用于填筑和处理软弱地基。

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