水泥粉煤灰鋼渣做路面基層應用分析

杜成千

(撫順市順城區公路管理段)

1 引 言

水泥粉煤灰穩定鋼渣是以水泥作為粉煤灰激發劑，摻入一定比例鋼渣而形成一種路面基層材料.水泥粉煤灰鋼渣遇水發生水化反應，生成硅酸鈣、水化鋁酸鈣等膠凝物質形成一定的強度.具有早強、高強、提前開放交通等優點.水泥粉煤灰穩定鋼渣在路用性能、經濟性和環保方面優勢具有很大應用前景。

2 室內實驗分析

2.1 原材料分析

2.1.1 水泥

水泥采用遼寧本溪山水工源325 礦渣硅酸鹽水泥。

2.1.2 粉煤灰

粉煤灰材料成分分析主要包括現行規范中所規定的粉煤灰的有效成分(SiO2、Al2O3、Fe2O3)的含量、燒失量、比表面積和含水量等滿足規范要求。

2.1.3 鋼渣

鋼渣取自鞍鋼集團粗鋼渣，各項技術指標滿足規范要求。

2.2 配合比設計分析

2.2.1 配合比選擇范圍

施工中為了盡可能多利用鋼渣少利用水泥和粉煤灰，本文采用不同的配合比進行室內試驗確定不同配合比情況下強度變化規律，配合比見表1 所示。

表1 配合比表

2.2.2 最佳含水量及最大干密度確定

根據上述不同配合比采用重型馬歇爾進行擊實試驗，最佳含水量及最大干密度見圖1 所示。

2.2.3 試件成型機養護

對于每組配合比，在最佳含水量情況下進行混合料加水拌合，采用重型擊實儀進行試件成型，脫模后在標準養生室進行養生。

2.3 強度隨齡期影響分析

分別將養生7 d、28 d、90 d 齡期的試件進行無側限抗壓強度試驗，試驗結果見圖2。

圖2 無側限抗壓強度變化曲線

由圖2 可以看出隨著水泥劑量的增加強度隨著增大，隨著齡期的增加，28 天水泥粉煤灰穩定鋼渣的強度增長較快，有利于提前開放交通。水泥劑量的增加同時也會出現后期的裂縫，所以水泥劑量控制在5%左右為最佳。

2.4 回彈模量隨齡期影響分析

分別將養生90 d 齡期試件進行回彈模量試驗，試驗結果見圖3 所示。

圖3 回彈模量試驗

由圖3 可以看出隨著水泥劑量的增加，粉煤灰劑量減小，回彈模量呈現增加趨勢，5%水泥粉煤灰穩定鋼渣回彈模量為1 158 MPa，滿足規范要求。

3 施工技術分析

3.1 施工準備工作

原材料、施工機械、人員組織準備就緒。

3.2 填筑施工分析

3.2.1 運輸和攤鋪

將拌合好混合料卸入自卸汽車，每卸一斗料，汽車都要向前移動，避免在裝料期間混合料發生離析現象，裝好料要用苫布進行遮蓋，保證含水量不發生較大的變化，同時起到環保作用，攤鋪采用混凝土攤鋪機進行，保證攤鋪的每層厚度要均勻且具有一定的路拱及橫坡，

3.2.2 碾壓

碾壓是鋪筑水泥粉煤灰穩定鋼渣關鍵環節，在現場達到較高的相對密實度，可使混合料具有良好性能。鋼輪壓路機、輪胎壓路機和振動壓路機等都可以用來有效的壓實水泥粉煤灰穩定鋼渣。由于水泥粉煤灰穩定鋼渣中主要為粒料，在壓實時粘性很小，所以輪胎壓路機和振動壓路機都是最適宜的壓實工具。水泥粉煤灰混合料在加水拌和后必須在較短的時間進行有效的壓實。壓實機械采用鋼輪壓路機、輪胎壓路機和振動壓路機。

3.2.3 養生

水泥粉煤灰穩定鋼渣基層在施工期間和養生期間如果過快失水和過分曝曬都會造成早期干縮裂縫，為了防止和抑制早期干縮裂縫，必須采取有效措施養生。在鋪設試驗路時，采用塑料薄膜覆蓋鋪筑水泥粉煤灰穩定鋼渣基層，待鋪面層前撒乳化瀝青碎石時，才去掉塑料薄膜。在養生過程中適當灑水，保證基層處于潮濕狀態;同時禁止交通，保護基層免遭施工車輛的破壞。

3.3 施工注意事項

配料要準確，拌合要均勻;在實測壓實度時必須考慮到集料離析現象，在室內試驗中應確定出不同含石量與最大干密度關系曲線，實際施工中測定壓實度;為保證壓實度碾壓機械中振動壓力機作用次數最為明顯，碾壓次數也是保證壓實度關鍵，嚴格控制其碾壓次數;對于水泥粉煤灰穩定鋼渣混合料中水的加入，必須嚴格控制并可略大于最佳含水量1% ～2%。

4 試驗路檢測分析

從試驗路鋪筑進行連續追蹤觀測。對試驗路強度變化規律及回彈模量以及路面狀況進行測定與觀察，施工結束后90d 對路面狀況進行了觀察，發現個別位置出現了裂縫，出現原因可其一水泥粉煤灰鋼渣攪拌時間過短，沒有達到充分均勻，粗料集料過于集中導致出現裂縫;其二施工溫度過高使混合料失水過多導致出現裂縫。

為分析水泥粉煤灰穩定鋼渣強度增長規律，保證試驗路滿足強度要求，鋪筑養生7d 后對試驗路不同路段進行鉆心取樣進行無側限抗壓強度試驗，90d 進行回彈模量檢測，抗壓強度、回彈模量測定結果見表2 所示。

表2 抗壓強度、回彈模量測定表

根據表2 及室內試驗結果分析可以看出試驗路水泥粉煤灰穩定鋼渣鉆芯強度明顯高于室內試驗結果。同時回彈模量相應偏高，分析施工及現場原因其一結構物的成型方式不同，室內試驗采用重型擊實成型圓柱形試件，試驗現場采用大型機械設備振動壓實成型，所以振實成型試件強度大于室內擊實成型試件;其二外界自然因素，室內試驗采用25℃進行試驗，施工通常在白天施工，施工溫度會高于25 ℃，強度的形成快與室內試驗，導致強度偏高;其三水泥劑量的控制，室內試驗采用的標準劑量(配合比)，施工現場采用的施工配合比，施工配合比比試驗配合比中水泥、粉煤灰的劑量要偏高也是導致強度偏高的因素之一。

5 結 論

通過對水泥粉煤灰鋼渣為路面基層室內試驗與施工分析，水泥粉煤灰鋼渣基層材料技術標準達到現行基層技術規范各項要求，水泥粉煤灰鋼渣含水量不能過大，拌和時要求混和料含水量要大于最佳含水量1% ～2%，運輸過程中要嚴格按照規范進行避免出現離析，碾壓在最佳含水量條件下一次性壓實成型。同時還應該注意施工期間的溫度變化，盡量避免高溫及雨天施工。

［1］張嘎吱.水泥粉煤灰穩定碎石基層配合比設計和路用性能研究［D］. 長安大學，2004.

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