摘 要:介绍粉煤灰砼在g324线路面改造工程中大面积使用情况及粉煤灰砼路面配合比设计、抗折性能和施工工艺,并对其经济效益进行分析。
关键词:粉煤灰砼,配合比,施工工艺,经济效益
g324线厦门段路面改造桩号为k238+800~k250+500和k288+880~k291+820,设计行车速度为80km/h,路基宽23.00m,路幅布置为0.50m路肩+3.25m辅助车道+2×3.75m行车道+0.5m路肩。原路面为沥青砼,用粉煤灰砼进行路面改造。国外于40年代即已将粉煤灰砼用于机场跑道工程。我们组织实施改造的g324线4.6km路段,经一年运营,路况良好,并取得较好的经济效益。
1 粉煤灰性能
粉煤灰的主要成分有sio2、al2o3、fe2o3、cao。按颗粒形貌粉煤灰可分三类:①玻璃微体;②海绵状玻璃体(包括颗粒较小、较密实、孔隙小的玻璃体及颗粒较大,疏松多孔的玻璃体);③炭粒。粉煤灰中的球状颗粒在砼搅拌捣实过程中起润滑作用,能减少搅拌用水量,提高砼的施工和易性,对强度有利。粉煤灰砼在硬化过程中,水泥熟料矿物反应在先,粉煤灰二次反应在后,两类水化反应交替进行。
2 原材料及砼配合比设计
2.1 原材料选择
水泥 采用龙岩三德p.0 42.5号水泥,性能稳定,质量可靠,具有高强、高抗渗、抗侵蚀等优点。粉煤灰 漳州益材ⅱ级灰碎石 粒径为0.5~3.0cm的机轧碎石砂 纯净海砂外掺剂 fdn-fz高效减水剂养护剂 px-ⅱ型砼养护剂
2.2 砼配合比设计
砼面层施工要求c35砼,抗折设计强度5.0mpa,坍落度控制在2.0cm以内。为降低工程成本、保证工程质量、便于施工和增加砼的和易性,在参考有关资料及借鉴一些成功经验的基础上,决定在g324线路面改造中大面积使用粉煤灰砼,并先期改建4.6km路段,以观测粉煤灰砼使用性能。配合比设计采用砼中同时掺加粉煤灰和高效减水剂的“双掺技术”,在置换水泥方面采用超量系数k=1.1的超量替代法,以期达到工程的早强指标要求。
2.3 砼抗折强度试验
粉煤灰砼抗折强度对比试验结果见表1。
表1 砼抗折强度试验结果
3 粉煤灰砼路面施工工艺
施工过程中,严格控制路模安装、砼拌和与运输、砼坍落度、路面厚度、砼摊铺、振捣、拉毛、表面平整度养生、切缝及灌缝等重要环节。
3.1 砼的拌和与运输
砼采用德国stetter全移动式混凝土搅拌站搅拌,最大生产能力为110m3/h,含有四个骨料仓、两个水泥筒、一个粉煤灰筒仓,添加剂装置及水计量装置各一个,砼搅拌采用计算机全自动控制,质量均匀、稳定。砼拌和楼设置在施工路段中间,施工现场离砼拌和站最大距离小于5km,采用15t自卸汽车运输,砼在运输过程中不产生离析,摊铺机能够连续施工。
3.2 砼摊铺及振捣
砼摊铺采用德国momaco-2800水泥砼滑模摊铺机及wirtergensp—500水泥滑模摊铺机施工,
momaco摊铺机摊铺宽度为3.66~9.75m,摊铺速度为0~5m/min,装有双侧边传力杆插入器、后置式液压打中拉杆,并配有超级抹平器及电脑自动找平系统,自动装置配有24个可供振捣的液压回路,振捣棒最高振动频率达11khz。施工时先封闭一侧交通,每侧分两幅施工,一幅用momaco水泥砼滑模摊铺机摊铺8米,另一幅用wirtergensp—500水泥滑模摊铺机摊铺3米。摊铺过程中对路面标高、边缘厚度、中线、横坡等技术参数进行复核控制,以确保砼摊铺质量。拉杆在摊铺过程中用摊铺机液压拉杆装置打入,误差控制在10mm以内。摊铺过程根据砼的粘稠度对振捣频率随时进行调整,以控制砼的密实度。
3.3 做面与粗纹拉毛
对于摊铺过程中出现的局部麻面明显缺陷,应在抹平板前对表面补充适量砂浆进行修整。滑模摊铺机后设钢支架拖挂麻布,洒水湿润后,软托制作细观抗滑构造,布片接触路面的拖行长度控制在0.7~1.5m。砼泌水完毕后20~30min内及时拉槽,拉槽深度3~4mm,槽间距15~25mm,并保持拉槽顺直。
3.4 砼养生
砼采用喷洒养生剂养生方式,养生剂均匀喷洒成模,控制厚度一致,喷洒在砼表面泌水完毕后进行,砼板两侧同时喷养护剂进行养生,并采用洒水车每天洒水数次,以保证砼养生质量。
3.5 切缝及灌缝
切缝采用切缝法施工,控制切缝深度不小于1/4板厚(即6cm),并保证切缝顺直及控制好切缝时间以免出现坍边、掉角现象。灌缝材料采用聚氨酯,并预制嵌缝条填缝。嵌缝条在槽口清洁干燥状态下嵌入,粘结剂涂在缝壁上部,形成一层连续的粘结剂,以使粘结剂不渗水。
4 效益分析
经济效益 实践表明,配制1m3粉煤灰混凝土可以117kg粉煤灰替换97kg水泥。水泥单价为450元/吨,粉煤灰单价为180元/吨。每1m3混凝土节约材料费22.59元,同时还可节省生产水泥用电11.64kwh和19.4吨煤。社会效益 随着我国经济快速发展,环境污染和能源短缺问题成为制约经济发展的主要因素。水泥生产不仅消耗大量能源,也是环境污染源之一,利用粉煤灰砼不仅可以减少粉煤灰推放占地和环境污染,还可以节省生产水泥所耗费的大量能源,同时,掺入粉煤灰还可改善砼工作性能,具有很大的社会效益和环境效益。
5 结 论
推广和利用粉煤灰砼具有可观的经济效益和社会效益。在砼中掺入粉煤灰,可有效改善砼的施工和易性,减少泌水离析,增加混凝土的密实性和耐磨性,提高混凝土的强度,降低施工成本。粉煤灰还能降低混凝土水化热的释放,减少混凝土表面因收缩而引起的网裂、开裂发生。采用粉煤灰砼路面,并使用水泥砼滑模摊铺机械进行施工,可保证路面使用质量。实践表明,粉煤灰砼路面施工时,只要做到精心设计砼配合比,精心组织施工,精心养护,砼路面的使用质量是可以得到保证的,因而是一种值得推广的
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