公路2004年7月第7期HIGHWAY Jul 2004 No. 7文章編號(hào):0451-0712(2004)07-0150-03中圖分類號(hào):U414.10文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A粉煤灰活性測(cè)試方法研究葉昌勇,張洪波2(1.杭州灣大橋工程指揮部慈溪市3153272.寧波市高等級(jí)公路建設(shè)指揮部)要;針對(duì)粉煤灰的傳統(tǒng)分級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)(比表面積指標(biāo))不能夠完整反應(yīng)出粉煤灰活性的問(wèn)題在室內(nèi)通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)對(duì)粉煤灰的活性測(cè)試方法及評(píng)價(jià)進(jìn)行了研究。研究中選取了9種不同類型的粉煤灰運(yùn)用不同方法對(duì)活性進(jìn)行了測(cè)試。在對(duì)比細(xì)度以及活性度指標(biāo)基礎(chǔ)上提出了粉煤灰活性指數(shù)指標(biāo)HH,該指標(biāo)將粉煤灰的外部宏觀細(xì)度控制指標(biāo)(比表面積)及內(nèi)部活性控制指標(biāo)活性度)有機(jī)地結(jié)合在一起最后實(shí)測(cè)了HH與二灰砂礫早期強(qiáng)度之間的關(guān)系,強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表明,該指標(biāo)能夠用于評(píng)價(jià)粉煤灰的活性并且測(cè)試方法簡(jiǎn)單利于推廣應(yīng)用關(guān)鍵詞:公路工程;粉煤灰;活性度;比表面積;活性指數(shù)指標(biāo)HH石灰粉煤灰穩(wěn)定材料由于具有整體性能優(yōu)異、的強(qiáng)度就7d和36d強(qiáng)度而言,一級(jí)粉煤灰要高于水穩(wěn)性良好后期強(qiáng)度高成本低廉和易于施工等優(yōu)二級(jí)粉煤灰與石灰形成的強(qiáng)度,分別高出約18%和點(diǎn),在公路工程的半剛性基層中被廣泛應(yīng)用但是在10%表明粉煤灰對(duì)二灰的強(qiáng)度影響很大另外研究實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)一些粉煤灰按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)測(cè)中發(fā)現(xiàn)∫-1的二灰強(qiáng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于∫-5的二灰定屬較高級(jí)別粉煤灰,但將其用到混合料中,二灰混強(qiáng)度,表現(xiàn)出當(dāng)石灰相同時(shí),高級(jí)別粉煤灰的強(qiáng)度表合料強(qiáng)度尤其是早期強(qiáng)度相當(dāng)?shù)?難于滿足現(xiàn)行基現(xiàn)反不如低級(jí)別粉煤灰的怪現(xiàn)象。為了驗(yàn)證這個(gè)結(jié)層施工規(guī)范的要求,表明現(xiàn)有評(píng)價(jià)方法存在一定的果,還對(duì)二灰砂礫強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)試詳見(jiàn)表2。問(wèn)題。另外雖然現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)公路基層用粉煤灰有表1石灰粉煤灰物理指標(biāo)及不同齡期強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果匯總細(xì)度、需水量比和燒失量等詳細(xì)規(guī)定,但是在使用中最佳含不同齡期抗壓大家更關(guān)心的是粉煤灰的活性問(wèn)題即達(dá)到什么樣方案石灰粉綁灰配合大于度水量強(qiáng)度MP準(zhǔn)粉煤灰才會(huì)有良好的活性,才會(huì)有高的強(qiáng)度,代號(hào)等緩)(等級(jí))比「cm另外就是如何快速測(cè)定活性的問(wèn)題1131.345202.245.02f-2112|13312301965021問(wèn)題的提出1:41.36622:5226463為了證明現(xiàn)有粉煤灰評(píng)價(jià)體系存在的不足,研究中首先選取了3個(gè)地區(qū)的石灰,粉煤灰選取了2個(gè)地13|1.1452601.07[300131.4122402455.56區(qū)3種不同級(jí)別的粉煤灰測(cè)試了不同配比下的物理-713|1.401220237561指標(biāo),并在此基礎(chǔ)上測(cè)定了石灰與粉煤灰不同齡期的表2兩種對(duì)比方案(二灰砂礫)強(qiáng)度(試件尺寸師cmXH5cm),詳見(jiàn)表1所示強(qiáng)度代表由表1可見(jiàn):不同產(chǎn)地石灰對(duì)二灰強(qiáng)度的影響方案配合比石灰,值Mn變異系數(shù)C不同,一般來(lái)說(shuō)在粉煤灰相同的情況下,一級(jí)石灰與代號(hào)粉煤灰:砂礫)個(gè)數(shù)28d粉煤灰形成的強(qiáng)度要高于二級(jí)石灰的強(qiáng)度。而當(dāng)石f-16:14:800.82201137.96.8灰相同時(shí)不同等級(jí)粉媒灰對(duì)二灰的不同齡期強(qiáng)度51.20741:1384有較大影響;一級(jí)粉煤灰和石灰組成的方案(f-6)注表2中二灰砂礫所用砂礫級(jí)配相同表2方案所用原材料與表強(qiáng)度要高于由二級(jí)粉煤灰和石灰組成方案(f-4)1中同代號(hào)的收稿日期:2004-06-062004年第7期葉昌勇等:粉煤灰活性測(cè)試方法研究表2測(cè)試結(jié)果于表1結(jié)論相同,即對(duì)方案∫-5驗(yàn)采用浙江某地區(qū)公路工程大量使用的粉煤灰,其所用粉煤灰其強(qiáng)度特性表現(xiàn)出粉煤灰等級(jí)高,但二試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3所示?；疑暗[強(qiáng)度卻很低的與粉煤灰等級(jí)不符的異常現(xiàn)表3粉煤灰活性度與時(shí)間的關(guān)系象。表明現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)粉煤灰活性評(píng)價(jià)存在較大漏時(shí)間/h洞。因此如何準(zhǔn)確、快捷地測(cè)定粉煤灰活性對(duì)其的應(yīng)活性度/×10-3186.54189.13189.87190.02用及彌補(bǔ)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)不足就顯得尤為必要。表3表明,粉煤灰活性度隨時(shí)間增加而增長(zhǎng),并2試驗(yàn)簡(jiǎn)介且早期增長(zhǎng)快,后期增長(zhǎng)慢,這與粉煤灰的火山灰反2.1試驗(yàn)原理簡(jiǎn)介應(yīng)現(xiàn)象相同。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)原理來(lái)分析,由于研究中對(duì)粉煤灰活性評(píng)價(jià)采用石膏激發(fā)活性加Al2O3的反應(yīng)速度最快,煮沸2h后粉煤灰中的有效速反應(yīng)的試驗(yàn)方法。石灰、粉煤灰強(qiáng)度主要來(lái)源于它A12O3基本已反應(yīng)完畢,因此利用2h的活性度來(lái)判們之間的火山灰反應(yīng),但其反應(yīng)速度很慢,為了提高斷粉煤灰活性反應(yīng)速度,反應(yīng)中加入石膏。因?yàn)榉勖夯抑醒趸飺?jù)此選取多種粉煤灰在2h條件下進(jìn)行試驗(yàn),(SO2、AL2O3、Fe2O3)是以2種狀態(tài)存在,一種為活并且用活性度對(duì)二灰的強(qiáng)度進(jìn)行分析,試驗(yàn)結(jié)果如性狀態(tài),存在于粉煤灰玻璃體中能與石膏起作用;表4所示。另一種是非活性狀態(tài),存在于粉煤灰結(jié)晶體中,以硅表4不同粉煤灰的活性度測(cè)試匯總鋁酸二鈣的形式出現(xiàn),不能與石膏起作用加入石膏等級(jí)后,反應(yīng)系統(tǒng)中的Ca2+產(chǎn)生同離子效應(yīng),pH值略有212.01213.90209.6189.7153.3降低,從而石膏與粉煤灰的作用就是SO42-產(chǎn)生的比表面積/cm2/g)648472448933454724效應(yīng)。一方面,SO2-能與AO2-、Ca2+、OH生成AFt,使液相中AO2-、Ca2+濃度下降,促進(jìn)粉煤灰表5表明,活性度越大,石灰粉煤灰的強(qiáng)度就越中的AO2、Ca+溶出,導(dǎo)致玻璃體解體;另一方面高,尤其是早期強(qiáng)度,如∫-1與∫-5。但是僅用活由于粉煤灰中一般都含有25%以上的AL1O3,除生性度的指標(biāo)來(lái)控制粉煤灰的等級(jí)常常會(huì)顯得力不從成AS2晶體外剩余的A絕大部分為網(wǎng)絡(luò)形成心,如∫-4與f-6即是如此研究中發(fā)現(xiàn)其中粉體但也有可能有少量網(wǎng)絡(luò)中間體其鍵能僅為網(wǎng)絡(luò)媒灰的細(xì)度對(duì)二灰強(qiáng)度影響尤為突出。對(duì)粉煤灰的形成體的12~13,oO;吸附在這種活化點(diǎn)上以細(xì)度試驗(yàn),采用比表面積法,即利用勃氏透氣比表面后極易發(fā)生作用,使粉煤灰玻璃體受侵蝕而解體。積儀進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果如表6所示。Al-O鍵解體的同時(shí),也促進(jìn)Si-O鍵的解體。從衰5粉煤灰活性度與二灰強(qiáng)度的關(guān)系匯總上述描述不難發(fā)現(xiàn)石膏的使用可用來(lái)測(cè)定粉煤灰有代號(hào)f-1f-5f-4f-6效成分的活性大小石灰2.2計(jì)算公式粉煤灰等級(jí)20g粉煤灰吸收的毫克數(shù),即為粉煤灰活性活性度209.618.7213.9220度,用公式(1)進(jìn)行計(jì)算:d2.241.072.07H=8×(m×0.832-m×0.582×100MR3d53505150d5634.267155.15=233.28×(m1-m2)(1)注:測(cè)試二灰強(qiáng)度試驗(yàn)中石灰粉煤灰的比例均定為1:3式中:0.5832為BaSO4對(duì)CaSO4的換算系數(shù)表6結(jié)果表明,同一電廠粉煤灰的細(xì)度是隨著1000由g化為mg的倍數(shù);8為分取試樣的倍數(shù);H等級(jí)的不同而不同,等級(jí)越高,比表面積越大。研究為粉煤灰的活性度;m、m2分別為反應(yīng)前后BaSO4中還對(duì)粉煤灰的細(xì)度與二灰強(qiáng)度的關(guān)系進(jìn)行了測(cè)的質(zhì)量,g試,試驗(yàn)結(jié)果詳見(jiàn)表7所示表7結(jié)果表明,一般來(lái)說(shuō),粉煤灰細(xì)度越細(xì),比3結(jié)果分析表面積越大,二灰7d強(qiáng)度越高,但細(xì)度也不能完全根據(jù)上述的試驗(yàn)方法,對(duì)煮沸的時(shí)間進(jìn)行了試表征路用粉煤灰的特性,如f-5方案所用粉煤灰公路2004年第7期表6不同粉煤灰的比變面積密度/(g/cm)2.3002.1942.2072060222.00620841.897比表面積/(cm2/g)649847243345588947245258喪7粉煤灰的細(xì)度與二灰強(qiáng)度的關(guān)系盡管細(xì)度很細(xì),但其7d的強(qiáng)度仍然很低方案代號(hào)f-1f-5f-4f-6試驗(yàn)結(jié)果及實(shí)際應(yīng)用表明采用現(xiàn)有方法對(duì)粉煤石灰等級(jí)灰活性評(píng)價(jià)是不夠的,因?yàn)槎业膹?qiáng)度與粉煤灰的等級(jí)粉煤灰細(xì)度以及活性度有很大的關(guān)聯(lián)。試驗(yàn)結(jié)果表明,粉煤比表面積/(cm2/g)4839334547246498灰活性度越大,比表面積越大,二灰的強(qiáng)度就越高2241.072072.45因此通過(guò)比表面積與活性度的乘積即活性指數(shù)(活強(qiáng)度/MPa性指數(shù)HH=比表面積×活性度)來(lái)評(píng)價(jià)粉煤灰的150d5634.26715515活性,結(jié)果詳見(jiàn)表8所示。表8不同粉煤灰的活性指數(shù)HH值匯總1n11HH/(×10mg)1.37751.010451.0430.635150.94930724050546251.00360.7n9結(jié)合表7表8及表1的測(cè)試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)粉間存在著明顯的關(guān)聯(lián)該指標(biāo)越大,二灰砂礫的早期煤灰活性指數(shù)HH值越大,二灰(相同石灰條件下)強(qiáng)度越高。的7d及36d強(qiáng)度越高,表明該指標(biāo)可用來(lái)評(píng)價(jià)粉煤灰的活性。并且對(duì)該指標(biāo)的測(cè)試均采用常規(guī)儀器5結(jié)論加以測(cè)試,利于推廣應(yīng)用通過(guò)大量的室內(nèi)試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)粉煤灰活性指數(shù)據(jù)此結(jié)果并結(jié)合二灰砂礫的大量強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)HH指標(biāo)將粉煤灰活性度及傳統(tǒng)的比表面積指標(biāo)果,測(cè)試了上述不同產(chǎn)地粉煤灰應(yīng)用于二灰砂礫后有機(jī)的統(tǒng)一到一起,該指標(biāo)從粉煤灰的外部物理細(xì)的早期強(qiáng)度。為便于橫向比較試驗(yàn)中均采用浙江某度指標(biāo)以及內(nèi)部活性物質(zhì)兩方面對(duì)粉煤灰活性進(jìn)行地二級(jí)石灰,二灰砂礫級(jí)配均為現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中值了評(píng)價(jià)。并且通過(guò)二灰砂礫強(qiáng)度試驗(yàn)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)級(jí)配,二灰比例1:25,集料含量均為80%即二灰行了驗(yàn)證結(jié)果表明該指標(biāo)解決了實(shí)際應(yīng)用中大家砂礫的配合比為6:14:80。標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)后按照相同更為關(guān)心的活性指標(biāo)問(wèn)題;該指標(biāo)的使用可將室內(nèi)壓實(shí)度(97%)成型試件,標(biāo)養(yǎng)7d后測(cè)試無(wú)側(cè)限抗試驗(yàn)指標(biāo)評(píng)價(jià)粉煤灰活性與實(shí)際混合料的強(qiáng)度加以壓強(qiáng)度,試驗(yàn)結(jié)果詳見(jiàn)表9所示聯(lián)系,使用HH值的大小來(lái)評(píng)價(jià)粉煤灰的活性,另外該指標(biāo)的測(cè)試方法簡(jiǎn)單易行,均是用常規(guī)儀器,利表9粉煤灰活性指數(shù)與二灰砂礫強(qiáng)度測(cè)試匯總于實(shí)際應(yīng)用。粉煤灰等級(jí)石灰等級(jí)二級(jí)石灰(有效氧化鈣鎂含量57.0%+1.9%)參考文獻(xiàn):二灰砂礫7d無(wú)側(cè)0.780.70[1]朱蓓蓉,等,1級(jí)粉煤灰火山灰反應(yīng)性研究[]混凝限抗壓強(qiáng)度/MP土與水泥制品,2002.試件個(gè)數(shù)[2]王智,等,硫酸鹽對(duì)粉煤灰活性激發(fā)的比較[]粉煤變異系數(shù)Cv/%8.108.87灰綜合利用,199粉煤灰活性指數(shù)[3]焦寶祥,鐘白茜。激發(fā)劑對(duì)粉煤灰一Ca(OH)2系統(tǒng)性HH(×10em3/1.006.0450.635150.719能的影響[]粉煤灰綜合利用,2001[4]錢覺(jué)時(shí),粉煤灰特性與粉煤灰[M]混凝土科學(xué)出表9測(cè)試結(jié)果表明,在集料及混合料配合比版社,2002定的前提下粉煤灰活性指數(shù)和二灰砂礫的強(qiáng)度之5]JTJ034-200,公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范[s公路2004年7月第7期HIGHWAY Jul 2004 No. 7文章編號(hào):0451-0712(2004)07-0153-05中圖分類號(hào):U416.202文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B級(jí)配碎石柔性基層設(shè)計(jì)參數(shù)的研究李長(zhǎng)江,欒海,張宏偉(吉林省公路拋測(cè)設(shè)計(jì)院長(zhǎng)春市130021)要:為了改善級(jí)配碎石基層材料與工藝進(jìn)行了大量的以室內(nèi)試驗(yàn)為基礎(chǔ)的研究采用了古典的CBR法和動(dòng)力CBR試驗(yàn)進(jìn)行了力學(xué)性能評(píng)價(jià)。通過(guò)試驗(yàn)得出的力學(xué)性能數(shù)據(jù)驗(yàn)證了現(xiàn)場(chǎng)承藏板與動(dòng)三軸試驗(yàn)所得到的設(shè)計(jì)參數(shù)。提出了級(jí)配碎石基層材料設(shè)計(jì)參數(shù)(彈性模量)建議值及其依據(jù)。關(guān)鍵調(diào):級(jí)配碎石;彈性模量;承載板;動(dòng)三軸1目前國(guó)內(nèi)外路面設(shè)計(jì)參數(shù)概況彈性模量:1~3級(jí)配碎石為350~450MPa;1~4級(jí)粒狀材料在交通荷載作用下表現(xiàn)出非線性和依配普通碎石為200~250MPa;級(jí)配碎石為150賴于時(shí)間的彈塑性特性,為了表述這種非線性特征,250MPa。通常用彈性模量表達(dá)。彈性模量是表征級(jí)配碎石剛我國(guó)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ014-97)度的重要指標(biāo)及設(shè)計(jì)參數(shù),傳統(tǒng)的柔性基層通常是中提出:級(jí)配碎石可用作任何等級(jí)公路的基層,并給出設(shè)置于土基或其他柔性基層上其彈性模量一般較抗壓模量(見(jiàn)表1),抗壓模量一般在200~350MPa低。美國(guó)瀝青協(xié)會(huì)設(shè)計(jì)法中規(guī)定粒料基層彈性模量范圍內(nèi),當(dāng)交通量較大時(shí)級(jí)配碎石不宜作基層,或不一般采用100~350MPa,并控制基層與路基彈性模能作為承重層否則需加大瀝青混凝土面層的厚度量之比在2~4之間。瀝青混凝土路面在荷載作用下發(fā)生彈性變形和前蘇聯(lián)《柔性路面設(shè)計(jì)須知》中推薦嵌擠型碎石殘余變形,在反復(fù)的荷載作用下,當(dāng)累積殘余變形在收稿日期:2004-04-20Research on How to Measure Activity Peculiarity of FlyashYE Chang-yong, ZHANG Hong-be(l. Headquarters of Hangzhou Bay Bridge Engineering, Cixi 315327, China2. Hedquarters of High Type Highway Construction in Ningbo CityAbstract: To counter the problems of traditional classification index of flyash, the index of finedegree can't reflect it's activity fully. So the testing-method and estimate method of the activity-peculiarityof flyashes are researched by a great deal of experiments in laboratory. In this research, 9 kinds of flyashesare selected and their activities- peculiarities tested in different ways. On the basis of contrasting the fine-degree and activity-degree, the activity-index of flyash (HH)are put out. The exterior macroscopic fine-degree(the specific surface area) is connected with the interior index (activity-degree)together well. Arlast the relations between hh with the strength of lime-stone and flyash gravel are tested. The strengthtests indicate that the activity-index can estimate the activity of flyash, and the testing way is simple andeasy to applyKey words: highway engineering: flyash; activity-degree: specific surface area; activity-index