肖 潼

(貴州省交通建設咨詢監(jiān)理有限公司)

1 引 言

粉煤灰是火力發(fā)電的副產(chǎn)物，即煤炭燃燒后產(chǎn)生的爐渣，如果不處理好，就會造成其大量堆積，既占用空地，又污染環(huán)境。隨著現(xiàn)在的技術更新，粉煤灰的用途越來越多，其中主要用于道路建設的材料，并且在道路建設中可以大量的運用，這樣就解決來了其堆積問題，既變廢為寶，又可以保護環(huán)境，可謂一舉兩得。

2 粉煤灰材料的成分和特性

2.1 物理特性

試驗研究表明:當粘土與粉煤灰的密實度(重型K =100%)相同時，粉煤灰的壓縮系數(shù)只有α10N ～20N =0.15 MPa－1，然而粘土的壓縮系數(shù)可以達到α10N ～20N =0.25 MPa－1。由實驗數(shù)據(jù)可以看出，粘土的壓縮系數(shù)要比粉煤灰的大45% ～55%。粉煤灰的松干密度在445 ～680 kg/m3之間，比表面積在221 ～586 m2/kg 范圍內。同時與粘土相比而言，在相同的外荷載作用下，粉煤灰的壓縮變形要小許多，所以粉煤灰抗壓能力更強，結構更加穩(wěn)定。此外，粉煤灰的滲透性要遠優(yōu)于粘土的滲透性，之所以能這樣是因為粉煤灰具有疏松多孔的顆粒結構。

2.2 化學特性

粉煤灰是火力發(fā)電廠的主要副產(chǎn)物，它是由燃料煤中的無機物經(jīng)過燃燒后留下的灰塵。粉煤灰主要是由硅、鋁以及鐵等物質的氧化物組成的，這些物質的含量高達85%。但是由于煤的種類和產(chǎn)地，甚至燃燒爐型的不同都會使得粉煤灰的具體化學成分及含量各不相同。比如說來自不同產(chǎn)地的煤，其含鈣量各不相同，在低鈣煤中，由于氧化鈣的含量較低，缺乏自硬性物質，導致了自硬性幾乎不存在;但是，高鈣煤就不一樣，并且我國近幾年高鈣灰的排放量逐年增加，這種高鈣灰里面的一些自硬性物質使得高鈣粉煤灰具有較高的強度。另外，隨著近幾年鍋爐的不斷改進、不斷地加大，使得煤能夠被充分的燃燒，從而得到純度高、質量好的道路建設原材料。

3 粉煤灰對混凝土的影響

3.1 粉煤灰對水泥混凝土的影響

(1)對混凝土和易性的影響

漿體的體積、水灰比以及骨料的級配、形狀、孔隙率等因素都會影響新拌混凝土的和易性。如果加入粉煤灰則可以增加槳體的體積，同時由于粉煤灰的顆粒較細，能夠有效地填充骨料間的空隙，同時也能增加混凝土的粘度和可塑性。

(2)抑制新拌混凝土的泌水現(xiàn)象

粉煤灰的顆粒較細，加入粉煤灰則可以填充粗骨料間的空隙，使混凝土的孔隙率減小，從而減少砂漿中泌水的渠道，同時粉煤灰與水泥相比較而言，在混凝土的各項指標一樣的情況下，加入粉煤灰的混凝土比未加粉煤灰的混凝土的需水量要少許多，這樣也可以適當?shù)囊种泼谒F(xiàn)象。因而用粉煤灰代替部分水泥可以有效地改善新拌混凝土的泌水現(xiàn)象。

(3)提高混凝土的強度

加入粉煤灰可以使混凝土的強度有很大的提升。粉煤灰從三個方面提升了混凝土的強度，首先，粉煤灰是較好的膠結料，這樣可以增加混凝土的粘度，是混凝土的強度增加;其次是在以上提到的用水量方面，相對水泥的用水量要少一些，使得混凝土能更快的脫水凝結;最后一方面在于粉煤灰能與水泥漿中的部分物質發(fā)生反應，使粉煤灰與水泥之間的結合更加牢固。然而在水泥漿凝結前期并不是隨著粉煤灰加入量的增加而提高的。只有到后期才會是這個規(guī)律。但是總的來說，粉煤灰對混凝土強度的提升有著相當大的作用。

(4)降低混凝土的水化熱

很多混凝土結構剛建成就會出現(xiàn)裂縫，這都是水泥的水化反應所致，特別是在一些大型的水泥建筑中更為明顯，因為在這些大型的建筑中，對混凝土的強度要求很高，這樣就需要增加水泥的配比，從而導致了更加嚴重的水化反應。然而，加入粉煤灰則可以減少水泥的使用量，但仍然能保證混凝土的強度，這樣就可以有效地緩解水泥的水化現(xiàn)象。

(5)對混凝土耐久性的影響

加入粉煤灰也可以改善混凝土的凍融耐久性能。其影響的好壞與粉煤灰的質量有關，如果粉煤灰質量很差，并且其中的粗顆粒較多，碳的含量較高，這樣就會降低混凝土的凍融耐久性，起到較差的作用，同時，質量越差，壞作用就會越明顯。但如果是質量好，沒有粗顆粒，含碳量少的粉煤灰就會增加混凝土的凍融耐久性。

現(xiàn)在許多水泥道路在使用后不久，就出現(xiàn)在了開裂現(xiàn)象，這都是水泥混凝土的堿集料反應所導致的，追究其根本原因就是水泥的堿性太高了，會與一些活性集料發(fā)生反應，從而導致混凝土發(fā)生膨脹和開裂，破壞混凝土的結構，并且這種破壞嚴重的話就沒有辦法進行修補了。然而，現(xiàn)在的道路建設中，所使用的高堿水泥越來越多了，有時候還會加一些高堿的外加劑，從而導致堿集反應越這一問題來越突出，但如果加入粉煤灰則可以有效地緩解堿集反應，從而使道路更加結實耐用。

3.2 粉煤灰對瀝青混凝土的影響

瀝青混凝土是由砂、石、礦粉以及瀝青混合而成的建設材料，其混合并不是隨意的混合，而是按照相應的施工標準以及其他多方面因素決定的比例進行配比混合。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn):瀝青與礦粉混合以后會發(fā)生化學反應，使得礦粉表面的瀝青發(fā)生了重排，形成了由內而外分別為礦粉、結構瀝青、擴散溶劑化膜以及自由瀝青的高粘度結構，提高了鋪路材料顆粒間的粘性，這樣就使得瀝青路面的強度增加了，路面的質量更高了。粉煤灰對瀝青混凝土的具體影響如表1、表2。

表1 粉煤灰對瀝青混凝土特性的影響

表2 粉煤灰與石灰和水泥馬歇爾穩(wěn)定度試驗對比

4 粉煤灰在公路建設中的應用

4.1 在路堤中的應用

粉煤灰在公路的建設中常常被用于路堤，在土壤松軟的路段運用的尤其多，由于粉煤灰相對較輕，因而粉煤灰含量高的混凝土也就較輕，這樣就可以使所建設的路堤有較輕的自重，從而使得地基受到的應力減輕了，使地基的沉降程度大大減小，此外還能提高混凝土的強度。

4.2 在路基中的應用

含粉煤灰的道路基層的分類主要按照土粒的大小分為三大類:石灰粉煤灰穩(wěn)定細粒土(含砂)、中粒土和粗粒土，如果具體劃分則可以分為:石灰粉煤灰穩(wěn)定土(二灰土)、石灰粉煤灰穩(wěn)定砂礫(二灰砂礫)、石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石(二灰碎石)、石灰粉煤灰穩(wěn)定礦渣(二灰礦渣)、石灰粉煤灰(二灰)等。含粉煤灰的道路基層具有許多優(yōu)良的特點，最主要的特點就是強度高、穩(wěn)定性好、剛度大以及抗凍性良好。此外，值得一提的是其抗裂性較水泥混凝土要好許多，道路堅固，不易破損，這是因為粉煤灰的這些優(yōu)良特點使得其被廣泛、大量的運用于公路基層的建設中。

5 結束語

通過對粉煤灰的性質以及其用途的了解，我們可以看出粉煤灰在道路施工中有著很重要的價值，這樣不僅解決了火電站的廢物處理問題，保護了環(huán)境，還使得道路的質量更加優(yōu)良。毋庸置疑，將粉煤灰運用于道路建設中是一個極好的方案，這符合了現(xiàn)在環(huán)境友好型社會的要求，同時也降低了道路建設的成本。

［1］公路粉煤灰路堤設計與施工技術規(guī)范［S］.北京:人民交通出版社，1997.

［2］朱義輝.公路施工材料應用［J］.中國城市經(jīng)濟，2011，(8).

［3］樊粵明，吳笑梅，等.粉煤灰的綜合利用與展望［J］.廣東建材，1998.