边防道路混凝土施工技术

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本文作者：李可才1刘卫国1刘荣2作者单位：1.白山市公路工程质量监督站2.白山市交通运输局

二桓线三道沟至集安边防公路在白山市境内全长17.3km，二级公路标准。该公路的建设对白山市经济、国防、旅游的发展起到了至关重要的作用。本文主要根据该路路面的实际施工情况对如何合理使用粉煤灰并保证山区公路水泥混凝土路面施工质量做出介绍。粉煤灰在国内外公路工程的推广应用已经有多年的历史，而在经济效益和社会效益都十分重要的今天，粉煤灰也有了其更加广泛和普遍的应用。粉煤灰作为一种活性掺和料，主要应用于混凝土中。二桓线三道沟至集安边防公路路面水泥混凝土中掺和了一定数量的粉煤灰，并取得了不错的效果。在二桓线边防公路路面施工过程中，通过相关试验和施工实践，对混凝土掺入粉煤灰的性能进行了分析总结，确定了粉煤灰的技术要求、合适掺量、配合比设计方法，并提出了改进的措施。

1粉煤灰的技术要求

由于白山所处地理位置，所用路面水泥混凝土不但要具有良好的工作性能、足够的刚度、强度（抗折强度）、充分的抗磨性、耐久性，还要有良好的抗冻性能。根据相关规范要求，为了满足水混凝土的上述性能要求，所使用的粉煤灰应是是干粉煤灰，且达到Ⅱ级以上粉煤灰的技术要求，并优先采用磨细粉煤灰。经试验论证，白山发电厂所产粉煤灰的技术试验数据见表1。根据上述试验结果，该粉煤灰各项技术指标满足Ⅱ级灰的标准，可以在本工程中使用。

2粉煤灰水泥混凝土的配合比设计

粉煤灰水泥混凝土的配合比设计根据《粉煤灰混凝土应用技术规范》GBJ146-90规定的超量取代法进行，超量系数取1.5，由此增加的粉煤灰体积减去同体积的砂，配合比设计试验结果见表2。根据试验结果，掺量为15%混凝土综合性能最佳，推荐使用粉煤灰掺量为水泥用量的10%~20%。

3粉煤灰对水泥混凝土性能的改善

3.1降低水泥水化速度

掺入粉煤灰可降低水泥水化速度，混合料凝结时间延长，有利于高温季节施工，并有利于远距离运输。

3.2提高抗折强度

水泥混凝土使用粉煤灰能提高抗折强度（见表2），尤其是使后期强度大幅度提高。

3.3改善工作性能

粉煤灰的掺入，使胶凝材料的总量增加，混凝土工作性能大幅度改善，更适合混凝土的摊铺：①粉煤灰水泥混凝土的振动粘度系数减小，有利于振捣密实；②静态坍落度变小，有利于防止坍边；③胶凝材料的总量增加，使摊铺成型的路面光滑平整；④和易性的改善，减小了摊铺前进的阻力。

3.4降低泌水率

掺入粉煤灰可降低混凝土的泌水率，有利于混凝土运输，二桓线施工中混凝土运距最远达15km，没有因为运输过程中的混合料泌水影响施工。

3.5节约水泥、细骨料，减少用水量

在一般情况下，在混凝土中合理使用1t粉煤灰可以取代0.5~0.8t的水泥，并取代10%左右的细骨料。经试验，混凝土掺入粉煤灰，可有效地减水混凝土用水量，而且增强了混凝土的密实性。

3.6提高混凝土抗渗能力

由于掺入粉煤灰能减少用水量和降低水灰比，并且在和水泥水化过程中析出氢氧化钙生成水化硅酸钙和水化铝酸钙凝胶，使水泥石中毛细孔的数量减少、孔径变小，增加了对液体和气体的渗透和扩散作用的抵抗力，即抗渗力。

4存在的问题及其处理措施

4.1粉煤灰混凝土干缩性大，高温大风季节施工易产生塑性收缩开裂

粉煤灰混凝土中胶凝材料的总量过多，是产生塑性收缩开裂的根本原因，但是通过一定技术措施，安全可以控制裂缝的产生。我们的做法是：在摊铺成型的混凝土路面拉毛喷洒养护剂后，马上用土工布或草帘子覆盖，避免烈日照射，降低蒸发率，并在土工布或草帘子上洒水，保持湿润，补充蒸发的水分。另外，还采用了在摊铺成型路面拉毛喷洒养护剂过后喷洒雾化水的方法来控制裂缝的产生。前者比后者更保险，在施工过程中，要提高对裂缝产生的警惕性，在气温大于25℃、或是多风的季节，要做好控制裂缝产生的准备工作。

4.2低温季节施工易发生施期断板和裂缝

粉煤灰水泥混凝土路面早期强度低，导致发生施工期断板和裂缝，断板和裂缝分三种情况。①秋末施工，由于水化较慢，板块早期强度很低，由于板块内应力和外部因素的影响，产生断板，应对措施：在气温低时施工开放交通的时间要远远迟于28d，且要加强施工质量管理，加强保温保湿养护管理。②在两幅路面连接施工时产生断板，前一幅路面摊铺的，由于温度应力的作用，横向缩缝处大部分断裂，由于温度的变化，裂缝通过拉杆向刚施工的、强度偏低的路面传递开裂变形，致使刚施工的面板出现大量断板，我们的应对措施：a及时发现断板并分析原因。b加强管理和采取有效的技术措施，通过采用软切割技术提早锯横缝，并适当加深锯缝，保证锯缝质量。③在纵向缩缝旁产生裂缝，此裂缝于高温大风季节产生的裂缝一样，但形成的机理不一样，施工气温较低时，混凝土强度形成缓慢，由于温度应力的作用和纵向缩缝拉杆的约束，产生了裂缝。控制此类裂缝的措施是通过采用软切割技术提前锯纵缝或在施工气温低于10℃时停止施工。

4.3由于早期强度较低，要加强养生，并延长养生期

二桓线三道沟至集安段的施工经验是采取双保险的养护措施，即在施工气温高于22℃时，既喷洒养护剂养生，双用土工布或草帘子覆盖养生15d左右，并在28d内严格控制交通。

5结束语

在水泥混凝土中适当地掺入粉煤灰后，改善了混凝土的工作性能，降低了泌水率和水泥水化速度，提高了路面的抗折强度、抗磨性、抗冻性、抗渗性，提高了公路工程质量，在保护环境方面取得了可观的社会效益和经济效益。虽然存在干缩性大、早期强度低等缺陷，但通过合理的技术措施和加强施工管理，这些问题完全可以解决，并不妨碍粉煤灰的使用。