公路2004年7月第7期HIGHWAY Jul 2004 No. 7文章編號:0451-0712(2004)07-0150-03中圖分類號:U414.10文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A粉煤灰活性測試方法研究葉昌勇,張洪波2(1.杭州灣大橋工程指揮部慈溪市3153272.寧波市高等級公路建設(shè)指揮部)要;針對粉煤灰的傳統(tǒng)分級評價指標(biāo)(比表面積指標(biāo))不能夠完整反應(yīng)出粉煤灰活性的問題在室內(nèi)通過大量實驗對粉煤灰的活性測試方法及評價進(jìn)行了研究。研究中選取了9種不同類型的粉煤灰運用不同方法對活性進(jìn)行了測試。在對比細(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)合在一起最后實測了HH與二灰砂礫早期強(qiáng)度之間的關(guān)系,強(qiáng)度試驗結(jié)果表明,該指標(biāo)能夠用于評價粉煤灰的活性并且測試方法簡單利于推廣應(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)二級粉煤灰與石灰形成的強(qiáng)度,分別高出約18%和點,在公路工程的半剛性基層中被廣泛應(yīng)用但是在10%表明粉煤灰對二灰的強(qiáng)度影響很大另外研究實際應(yīng)用過程中,發(fā)現(xiàn)一些粉煤灰按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)測中發(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,高級別粉煤灰的強(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)反不如低級別粉煤灰的怪現(xiàn)象。為了驗證這個結(jié)層施工規(guī)范的要求,表明現(xiàn)有評價方法存在一定的果,還對二灰砂礫強(qiáng)度進(jìn)行了測試詳見表2。問題。另外雖然現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中對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)粉煤灰才會有良好的活性,才會有高的強(qiáng)度,代號等緩)(等級)比「cm另外就是如何快速測定活性的問題1131.345202.245.02f-2112|13312301965021問題的提出1:41.36622:5226463為了證明現(xiàn)有粉煤灰評價體系存在的不足,研究中首先選取了3個地區(qū)的石灰,粉煤灰選取了2個地13|1.1452601.07[300131.4122402455.56區(qū)3種不同級別的粉煤灰測試了不同配比下的物理-713|1.401220237561指標(biāo),并在此基礎(chǔ)上測定了石灰與粉煤灰不同齡期的表2兩種對比方案(二灰砂礫)強(qiáng)度(試件尺寸師cmXH5cm),詳見表1所示強(qiáng)度代表由表1可見:不同產(chǎn)地石灰對二灰強(qiáng)度的影響方案配合比石灰,值Mn變異系數(shù)C不同,一般來說在粉煤灰相同的情況下,一級石灰與代號粉煤灰:砂礫)個數(shù)28d粉煤灰形成的強(qiáng)度要高于二級石灰的強(qiáng)度。而當(dāng)石f-16:14:800.82201137.96.8灰相同時不同等級粉媒灰對二灰的不同齡期強(qiáng)度51.20741:1384有較大影響;一級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配相同表2方案所用原材料與表強(qiáng)度要高于由二級粉煤灰和石灰組成方案(f-4)1中同代號的收稿日期:2004-06-062004年第7期葉昌勇等:粉煤灰活性測試方法研究表2測試結(jié)果于表1結(jié)論相同,即對方案∫-5驗采用浙江某地區(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)出粉煤灰等級高,但二試驗數(shù)據(jù)見表3所示?；疑暗[強(qiáng)度卻很低的與粉煤灰等級不符的異常現(xiàn)表3粉煤灰活性度與時間的關(guān)系象。表明現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中對粉煤灰活性評價存在較大漏時間/h洞。因此如何準(zhǔn)確、快捷地測定粉煤灰活性對其的應(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,粉煤灰活性度隨時間增加而增長,并2試驗簡介且早期增長快,后期增長慢,這與粉煤灰的火山灰反2.1試驗原理簡介應(yīng)現(xiàn)象相同。從試驗數(shù)據(jù)和試驗原理來分析,由于研究中對粉煤灰活性評價采用石膏激發(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)的試驗方法。石灰、粉煤灰強(qiáng)度主要來源于它A12O3基本已反應(yīng)完畢,因此利用2h的活性度來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。因為粉煤灰中氧化物據(jù)此選取多種粉煤灰在2h條件下進(jìn)行試驗,(SO2、AL2O3、Fe2O3)是以2種狀態(tài)存在,一種為活并且用活性度對二灰的強(qiáng)度進(jìn)行分析,試驗結(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)來控制粉煤灰的等級常常會顯得力不從成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)度對二灰強(qiáng)度影響尤為突出。對粉煤灰的形成體的12~13,oO;吸附在這種活化點上以細(xì)度試驗,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)行測定。結(jié)果如表6所示。Al-O鍵解體的同時,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)石膏的使用可用來測定粉煤灰有代號f-1f-5f-4f-6效成分的活性大小石灰2.2計算公式粉煤灰等級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)行計算:d2.241.072.07H=8×(m×0.832-m×0.582×100MR3d53505150d5634.267155.15=233.28×(m1-m2)(1)注:測試二灰強(qiáng)度試驗中石灰粉煤灰的比例均定為1:3式中:0.5832為BaSO4對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等級的不同而不同,等級越高,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中還對粉煤灰的細(xì)度與二灰強(qiáng)度的關(guān)系進(jìn)行了測的質(zhì)量,g試,試驗結(jié)果詳見表7所示表7結(jié)果表明,一般來說,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)上述的試驗方法,對煮沸的時間進(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f-1f-5f-4f-6試驗結(jié)果及實際應(yīng)用表明采用現(xiàn)有方法對粉煤石灰等級灰活性評價是不夠的,因為二灰的強(qiáng)度與粉煤灰的等級粉煤灰細(xì)度以及活性度有很大的關(guān)聯(lián)。試驗結(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)來評價粉煤灰的150d5634.26715515活性,結(jié)果詳見表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)可用來評價粉煤灰的活性。并且對該指標(biāo)的測試均采用常規(guī)儀器5結(jié)論加以測試,利于推廣應(yīng)用通過大量的室內(nèi)試驗,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)兩方面對粉煤灰活性進(jìn)行地二級石灰,二灰砂礫級配均為現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中值了評價。并且通過二灰砂礫強(qiáng)度試驗對評價結(jié)果進(jìn)級配,二灰比例1:25,集料含量均為80%即二灰行了驗證結(jié)果表明該指標(biāo)解決了實際應(yīng)用中大家砂礫的配合比為6:14:80。標(biāo)準(zhǔn)擊實后按照相同更為關(guān)心的活性指標(biāo)問題;該指標(biāo)的使用可將室內(nèi)壓實度(97%)成型試件,標(biāo)養(yǎng)7d后測試無側(cè)限抗試驗指標(biāo)評價粉煤灰活性與實際混合料的強(qiáng)度加以壓強(qiáng)度,試驗結(jié)果詳見表9所示聯(lián)系,使用HH值的大小來評價粉煤灰的活性,另外該指標(biāo)的測試方法簡單易行,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)度測試匯總于實際應(yīng)用。粉煤灰等級石灰等級二級石灰(有效氧化鈣鎂含量57.0%+1.9%)參考文獻(xiàn):二灰砂礫7d無側(cè)0.780.70[1]朱蓓蓉,等,1級粉煤灰火山灰反應(yīng)性研究[]混凝限抗壓強(qiáng)度/MP土與水泥制品,2002.試件個數(shù)[2]王智,等,硫酸鹽對粉煤灰活性激發(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]錢覺時,粉煤灰特性與粉煤灰[M]混凝土科學(xué)出表9測試結(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:0451-0712(2004)07-0153-05中圖分類號:U416.202文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B級配碎石柔性基層設(shè)計參數(shù)的研究李長江,欒海,張宏偉(吉林省公路拋測設(shè)計院長春市130021)要:為了改善級配碎石基層材料與工藝進(jìn)行了大量的以室內(nèi)試驗為基礎(chǔ)的研究采用了古典的CBR法和動力CBR試驗進(jìn)行了力學(xué)性能評價。通過試驗得出的力學(xué)性能數(shù)據(jù)驗證了現(xiàn)場承藏板與動三軸試驗所得到的設(shè)計參數(shù)。提出了級配碎石基層材料設(shè)計參數(shù)(彈性模量)建議值及其依據(jù)。關(guān)鍵調(diào):級配碎石;彈性模量;承載板;動三軸1目前國內(nèi)外路面設(shè)計參數(shù)概況彈性模量:1~3級配碎石為350~450MPa;1~4級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;級配碎石為150賴于時間的彈塑性特性,為了表述這種非線性特征,250MPa。通常用彈性模量表達(dá)。彈性模量是表征級配碎石剛我國《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》(JTJ014-97)度的重要指標(biāo)及設(shè)計參數(shù),傳統(tǒng)的柔性基層通常是中提出:級配碎石可用作任何等級公路的基層,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(見表1),抗壓模量一般在200~350MPa低。美國瀝青協(xié)會設(shè)計法中規(guī)定粒料基層彈性模量范圍內(nèi),當(dāng)交通量較大時級配碎石不宜作基層,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