鍶渣混凝土在農村公路中的應用

曹學寧 楊武江

農村公路是國家綜合交通網的重要組成部分，是我國公路網的基礎，是完成干線公路運輸集散的“毛細血管”和實現城鄉聯系的紐帶，也是鄉村間物資交流的重要通道。加快農村公路建設是推進社會主義新農村建設的重要內容，是增加農民收入的有效途徑，是擴大國內需求、拉動經濟增長的重要措施，是構建便捷、通暢、高效、安全的交通運輸體系的重要組成部分。然而我國西部地區農村公路的建設仍經常面臨資金緊缺、當地筑路材料單一、施工機械化程度低、技術經驗相對欠缺等問題。因此，充分開發利用工業廢材、廢渣來進行農村公路建設可以大大降低農村公路造價，具有良好推廣前景。

鍶鹽廢渣是碳酸鍶生產過程中產生的工業廢渣，主要成分是CaO，SiO2，SO3等，是一種色淺、質輕松、有一定活性的堿性水淬渣，可制作成水泥鍶渣混凝土用于農村公路建設[1-3]。

1 原材料性能

1)水泥。選用普通P.O32.5號水泥。

2)集料。集料分為粗骨料和細集料，粗骨料采用破碎的石灰巖碎石，經檢測，壓碎值為22.6%，篩分結果如表1所示，技術性質見表2;細集料采用鍶渣，鍶渣是一種經過高溫煅燒的水淬渣，具有一定的級配，顆粒呈灰黑或灰黃色，質輕，絕大部分能通過4.75 mm方孔篩。其密度為2.75 g/cm3;自然堆積密度為 1.15 g/cm3;燒失量為3%～13%;壓碎值為59.4%。對自然風干的原狀鍶渣進行篩分試驗，篩分結果如表3所示。

表1 碎石篩分結果

表2 碎石主要性能指標

表3 鍶渣篩分結果

2 鍶渣混凝土配合比設計

推薦級配為:8%水泥，渣率33%，規范中值級配，13%用水量。

按照推薦的級配進行抗壓強度和抗折強度試驗，并與現有級配進行對比，試驗結果如表4所示。

表4 強度對比表

從表4可以看出，推薦級配的強度較低，但因農村公路交通量小、重載車輛較少，因此不能用等級公路的設計規范來要求農村公路的強度指標，路面強度不是西部地區農村公路質量等級最主要的衡量指標。

由以上結果可知:1)推薦級配強度結果比現有級配28 d抗壓強度提高22.7%、抗折強度提高12.5%。2)與貧混凝土相比，推薦級配28 d抗壓強度低25%，抗折強度低5.6%。3)28 d彎拉強度為抗壓強度的20.5%(一般混凝土為 10%～14%)，“折壓比”比普通混凝土的“折壓比”高。4)隨著水泥用量的增加，強度增大，但是過多的水泥摻量會造成混凝土干縮嚴重，使路面產生早期開裂[5]。綜合考慮現場試驗路各種因素，確定水泥用量為8%。

3 鍶渣混凝土路面施工及質量控制

3.1 現場施工

水泥鍶渣混凝土面層混合料由強制拌合機拌和，人工攤鋪，輔助配備一些小型機具(插入式振搗器、平板振動器等)進行面層施工。施工工序見圖1。

1)準備下承層。根據原路段的情況，對老路基進行處理，處理的方式為用手擺片石進行處理，對寬度不達標的部位拓寬，手擺片石擺好后用較細的材料作為嵌縫料，嵌縫料可以用碎石也可以用鍶渣，經過碾壓成型后即可進行水泥鍶渣碎石基層的施工。

2)混合料運輸。混合料的運輸，要保證現場有足夠的攤鋪時間。根據施工溫度的不同，最長運輸時間可參考相關的規定。在運輸過程中，應盡量避免拌合物的污染和離析。自卸車的車廂應清洗干凈，并灑水潤濕。運輸過程中，盡量勻速行駛，保持平穩，減少顛簸。夏季高溫、大風、雨天和冬季施工，運輸時應對拌合物進行遮蓋。高溫季節施工時，可對砂石料堆加蓋遮陽篷，氣溫高于30℃時，宜避開中午時間，選擇在早上、傍晚或夜間施工。

3)混合料攤鋪。攤混合料前，應做好檢查準備工作:確認模板的位置、高程、潤滑、支撐穩固等情況符合要求;模板底面與基層之間密實無縫隙;基層表面平整、干凈，如有破損應進行修復，攤鋪前清掃干凈并灑水潤濕。

4)振搗。拌合物攤鋪均勻后，夏天施工且由于運距較遠拌合物水分蒸發，如果含水量不足，應補充灑水，且使水分在混合料中分布均勻以方便提漿。采用插入式振搗棒、平板振動器配合進行振搗成型。

5)提漿和抹面。振實作業完成后，進行整平工作。首先在表面灑少量水后使用滾筒提漿整平。整平時，先橫向再縱向滾動，第一遍應短距離緩慢一進一退拖滾或推滾，以后應較長距離勻速拖滾2遍，并將水泥漿始終趕在滾杠前方。因水灰比過大泌水而產生的過稀多余水泥漿宜鏟除，也可等稀水泥漿水分蒸發到適宜拖滾時，再進行拖滾。

6)抗滑構造施工。等澆筑好的路面水分蒸發時即可進行抗滑構造施工。用抹刀進行一次人工整平，之后用掃帚進行抗滑構造施工。掌握掃帚拖毛的最佳時機，避免過早拖毛導致細集料上浮，拉毛時，拉紋器靠住模板，順橫坡方向進行，一次進行，中途不得停留或分兩次，這樣拉毛紋理順暢美觀且形式溝通的溝槽利于排水;或者用寬約4.5 m的布匹，兩人于道路兩側平行拉動，以形成規則的表面構造。

7)路面養生。整平飾面完成后，應及時進行養生。常用的養生方法包括濕法養生、塑料薄膜養生和噴灑養生劑養生。水泥鍶渣混凝土吸水性較強，不宜采用圍水養生方式，可采用濕法養生，在混凝土表面覆蓋保溫養生膜、土工氈、土工布、麻袋、草袋或草簾等。

3.2 施工控制要點

1)按要求規定驗收水泥、鍶渣及碎石，并測定其含水量，以調整用水量;測定施工前后場坍落度損失。

2)攤鋪混凝土前，應檢查基層的平整度和路拱橫坡;檢查模板位置和高程。

3)冬季和夏季施工時，應測定混凝土拌和及攤鋪時的溫度。

4)現場集料的含水量是經常變化的，必須經常抽檢測定，以準確確定施工配合比。

4 結語

鍶鹽廢渣是一種具備氣硬性無機膠凝材料特征的色淺、質輕松、活性較高的堿性水淬渣，可視為一種膠結能力較弱的無機結合料，而且其具有良好的顆粒級配，是一種可以安全、有效應用于道路面層、基層、底基層的材料。鍶渣混凝土面層與普通混凝土相比具有較好的收縮性，應用其修筑的混凝土面層不需要設置伸縮縫，大大節省了筑路成本。鍶渣是一種工業固體廢棄物，采用鍶渣修建農村公路，不但可以解決鍶渣堆放占地和污染問題，而且可以降低農村公路造價，具有極高的經濟價值和社會效益。

[1] 張維全，張祖棠.鍶礦廢料的道路材料特性初探[J].公路，2005(9):160-163.

[2] 張祖棠，張維全.鍶礦廢料混合料作為公路路面基層混合料形式的研究[A].重慶交通大學55周年校慶論文專輯[C].2007:79-84.

[3] 韋廣林.水泥鍶渣穩定碎石混合料路用性能研究[J].重慶交通大學學報(自然科學版)，2009(3):10.

[4] 張明功，朱洪洲.鍶渣道路路面結構設計中的關鍵因素正交分析[J].中外公路，2009(3):21-23.

[5] 沙慶林.高等級公路半剛性基層瀝青路面[M].北京:人民交通出版社，1998.