摘要：隨著工業的發展, 我國對工業廢渣的綜合利用日益受到重視。 利用工業廢渣修筑公路與城市道路,既可改善城市污染,解決筑路材料來源的困難, 又能減少能源的消耗,化廢為寶, 降低工程費用, 具有很大的經濟效益和社會效益。本文分析了粉煤灰的基本性質，探討了粉煤灰在市政道路工程中的應用。

　　關鍵詞：粉煤灰；道路工程；應用

　　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

　　中圖分類號：TU99         文獻標識碼：A           文章編號：

　　隨著工業的發展, 我國對工業廢渣的綜合利用日益受到重視。 利用工業廢渣修筑公路與城市道路,既可改善城市污染,解決筑路材料來源的困難, 又能減少能源的消耗,化廢為寶, 降低工程費用, 具有很大的經濟效益和社會效益。粉煤灰作為工業廢渣的一種,在道路建設各方面已被廣泛利用。

　　一、粉煤灰的基本性質

　　1、粉煤灰的特理性質

　　粉煤灰是火力發電廠燃燒煤粉產生的粉狀灰渣,是一種灰白到黑色的粉狀物質, 比重在1.9～2.4g/ cm3范圍內。粉煤灰的顆粒有粗有細,顆粒越細比表面越大,但對水分敏感性大,壓實也不容易。粉煤灰的粒徑變化范圍0. 001～0. 3mm, 但大

　　部分在0. 01～0. 1mm 之間, 其比表面積一般在200～3000cm2/g 之間。

　　2、化學成分

　　由于煤種、 煤粉、 細度及燃燒條件不同, 粉煤灰的化學成分有較大差異。根據其化學成分含量的多少,可將粉煤灰分為兩大類:

　　（1）高鈣粉煤灰(褐煤粉煤灰) ,其CaO 含量為10～40%。

　　（2）高鋁硅及高硅粉煤灰,我國大多數粉煤灰屬于此類,它具有較好的活性。

　　3、粉煤灰作用機理

　　粉煤灰中含有大量的活性SiO2,AL2O3,但含CaO較少。粉煤灰中的玻璃體比較穩定 ,表面相當致密 ,因此它本身只有微弱的水化作用 ,本身不具有水硬性 。粉煤灰的水化有賴于水泥（石膏）水化的激發 ,熟料水化所析出的Ca(OH)2，在水介質中擴散到粉煤灰球狀玻璃體的表面 ,發生化學吸附和侵蝕 ,逐漸生成水化硅酸鈣 、水化鋁酸鈣及少量硫鋁酸鈣晶體,大部分水化產物以凝膠狀出現 ,隨著齡期的增長,逐步轉化為纖維狀晶體 ,數量不斷增加,互相交叉,形成連鎖結構,使后期得到較高的強度增長,甚至超過硅酸鹽水泥 。

　　4、粉煤灰的反應原理

　　從微觀上看,粉煤灰是一種表面光滑而致密的空心球體。 它的礦物組成主要是鋁硅酸玻璃體, 含量一般在70%以上,玻璃體含量越多活性越高。粉煤灰的燒失量也影響其活性,因為燒失量大含碳量大,表示煤粉燃燒不充分。碳的存在,遇水后形成一種增水性薄膜, 包圍在粉煤灰顆粒表面阻礙水分向顆粒內部滲透, 從而影響粉煤灰的火山灰活性作用,使粉煤灰的活性降低。

　　粉煤灰是一種緩凝物質,由于表面能低,難以在水中溶解,但在溶液中產生膠凝反應,或稱火山灰反應,生成水化硅酸鈣和鋁酸鈣凝膠,這些新生的膠凝物質具有較強的膠結能力和穩定性。

　　二、粉煤灰在市政工程中的應用

　　市政工程中的路基填料、路面基層材料都可以選用電廠干排粉煤灰為主要原料。另外，粉煤灰摻入水泥混凝土中可減少混凝土的用水量，達到節約水泥用量的效果，且能提高路面后期強度和抗腐蝕性能，因此，粉煤灰在市政水泥混凝土路面中也得到了很好的應用。

　　1、粉煤灰作為路基填料的應用

　　粉煤灰是一種水硬性材料，遇水會產生一定的強度。但是由于質量輕，干燥時容易揚塵，壓實過程中表面容易起皮，而且含水量不易控制，摻4%~6% 水泥或 10%~12% 石灰混合拌和的填料，可用于溝槽和路基的填料。建議提前在粉煤灰堆上撒水，以保證粉煤灰的含水量合格，并拌和悶料； 攤鋪前應隨時檢驗其含水量，稍高于最佳含水量2%即可攤鋪，密實方法可采用插入振動器插振密實，平板振動器再拖振； 干硬性填料也可用壓實方法密實。碾壓時應選用振動壓路機壓實兩遍，視壓實情況看是否增加壓實遍數，并根據天氣情況，適當撒水保濕，待表面稍干后，光輪壓路機即可跟進碾壓2遍~3遍，以消除輪跡為準。由于粉煤灰后期強度較高，而且養生過程需要撒水，這樣就要求不能在路面強度未達到要求的時候通車，綜合來說，應在路面強度達到70%的時候通車。另外一定要做好排水工程，粉煤灰遇水即很快失去強度，而且水分蒸發極慢，但是強度達到要求后的粉煤灰不會對環境，尤其是水資源造成污染，自身的強度也很高。

　　對摻加固化劑的粉煤灰混合料進行測試，其性能滿足公路、市政路基填料使用要求，具有較好的抗壓、抗剪、耐水性及耐久性。混合料每立方米固化劑的摻量越多，其軟化系數越大，耐水性越好，強度穩定性越高，但固化劑的價位較高，在實際使用中，固化劑的摻量一般控制在80kg/m3~100kg/m3。固化粉煤灰由于自重較輕、強度高，可用于填筑橋頭，以減少橋頭通車后沉降，以及橋臺后填土對橋的壓力，還可用于填筑和處理軟弱地基。

　　2、粉煤灰在市政道路基層中的應用

　　石灰粉煤灰穩定土是二灰土和石灰粉煤灰穩定粒料(或二灰砂礫、 二灰碎石及二灰礦渣)的統稱。作為基層、 底基層材料對粉煤灰質量的要求:粉煤灰中SiO2、 Al2O3、 Fe2O3 的總含量應大于70%。粉煤灰的燒失量不應超過20%,粉煤灰的比面積宜大于2500cm2/ g。濕粉煤灰的含水量不宜超過35% ,使用時應將凝固的粉煤灰打碎或過篩,同時清除有害雜質。

　　為了提高二灰混合料的早期強度,可摻加一些表面活性物質。二灰混合料有路拌法和廠拌法施工兩種方法。二灰混合料基層的施工要求做到配料準確, 要控制好石灰粉煤灰的用量, 特別是石灰用量,要保證石灰活性物質CaO 含量滿足規范要求,還要注意其充分消解, 否則路面成型后未消解的生石灰小塊會逐步消解崩裂,造成路面松散損壞。 二灰混合料早期強度較低,要加強初期養護工作。

　　3、粉煤灰在市政道路水泥混凝土路面中的應用

　　自20世紀70年代以來，由于粉煤灰、水泥質量的提高，以及水泥混凝土路面施工技術的進步，粉煤灰開始在混凝土中得到應用。由于摻入粉煤灰是提高水泥混凝土性能的有效技術手段，所以目前已得到大量應用。粉煤灰混凝土是用粉煤灰代替部分水泥, 從而達到降低成本, 改善混凝土的和易性,增加水泥凝土的密度和強度。

　　（1）粉煤灰的選用

　　根據現行粉煤灰混凝土應用技術規范（GBJ146-90）規定，拌制混凝土作為摻合料的粉煤灰，分為三個等級（如表所示） 。

　　粉煤灰混凝土應用技術規范（GBJ146-90）規定的各級粉煤灰適用范圍如下：

　　a） Ⅰ級粉煤灰適用于鋼筋混凝土和跨度小于6m的預應力混凝土 ；

　　b） Ⅱ級粉煤灰適用于鋼筋混凝土和無筋混凝土；

　　c） Ⅲ級粉煤灰主要用于無筋混凝土，對設計強度等級C30 及以上的無筋粉煤灰混凝土宜采用Ⅰ、Ⅱ級粉煤灰；

　　d）用于預應力混凝土、鋼筋混凝土及設計強度等級C30及以上的無筋混凝土的粉煤灰等級，如經試驗論證，可采用比上述三條規定低一級的粉煤灰。有別于作為路基與基層中的粉煤灰，在水泥混凝土中應用的粉煤灰是一種經過研磨的精細粉煤灰，是在路基粉煤灰的基礎上經過進一步加工而得到的高級粉煤灰。

　　（2）粉煤灰的摻量

　　粉煤灰具有灰性，對混凝土強度尤其是對混凝土的后期強度有增進作用，可填充水泥混凝土中的孔隙與毛細孔、改善混凝土的孔結構和增大混凝土的密實度、提高混凝土的耐久性，粉煤灰的摻量不宜大于40%，一般在15%~25%之間。

　　粉煤灰應用在市政施工生產中，不僅對新技術的應用作了有益的嘗試，更重要的是對環境保護作出了貢獻，其巨大的經濟效益和社會效益是不言而喻的，隨著科學技術的進步和對粉煤灰綜合利用技術的深入研究，粉煤灰在市政工程建設中的應用必將取得各界的認可，在廢物利用方面也會走出一條更廣闊的道路。

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