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关于石灰、粉煤灰、碎石(三渣)基层质量控制的建议(上篇)

关于石灰、粉煤灰、碎石(三渣)基层质量控制的建议

时间:2015-10-27.

导读::石灰、粉煤灰、碎石(以下简称三渣)目前成为高等公路半刚性基层材料之一,是因为它具有整体性强、承载能力高、刚度大、水稳性好等优良的工程性质。目前,我国在经历了由"悬浮式理论"到"填充式理论"的阶段后,已广泛应用于修建高等级公路的基层或底基层。三渣的质量控制方面,有部颁施工技术规范可供遵循,也有许多行家学者著文论述,对于三渣施工要掌握的关键和要点已十分明确。目前在本市大部分的城市道路设计、施工中采用三渣材料,但在施工中又会出现种种影响质量的问题,本人认为:这里既有原材料不合格及配合比不当造成的影响,也有诸如施工方法、质量控制不严造成的影响,有主、客观的原因。在此,结合实际谈谈对三渣基层施工的质量控制措施,谨供参考。

大型尾矿处理的圆锥破破碎生产线

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一、对三渣组成材料的要求

三渣的工程性质与原材料密切相关,原材料质量的好坏直接影响到三渣的性质。三渣的原材料一般为消解石灰、粉煤灰和碎石。

1、石灰的质量与品种

1)石灰质量对三渣强度影响很大。 <公路路面基层施工技术规范> (jtj—034—93)(以下简称【jtj—034—93规范】)中规定:石灰质量应符合iii级消石灰或iii级生石灰的技术指标,有效钙含量在20%以上的其它石灰应通过试验,只要混合料的强度符合规定标准也可使用。但本人认为,在施工时应尽量选用等级高的石灰,这是因为:首先,在同样的剂量下,等级高的石灰有更多的活性氧化物起作用,稳定效果会更好;其次,石灰的等级越高,其细度越大,表面积也越大,与粉煤灰作用越充分,因而稳定效果越好;再者,在满足一定的活性氧化物含量的前提下,减小石灰用量能提高三渣的抗干缩能力。另外,还可根据施工的交通条件、养生条件以及设计要求合理选用石灰的品种。实践和试验表面,使用钙质石灰施工的基层初期强度高于镁质石灰施工的基层强度,而使用镁质石灰施工的基层后期效果优于钙质石灰施工的基层。

2)石灰的存放时间对质量有极大的影响。本人到过很多三渣拌和场,感到对石灰的存放期和覆盖问题普遍不够重视。石灰随着存放时间的增加,特别是没有覆盖的情况下,其有效钙和氧化镁的含量会大幅度下降。规范中,特别是在没有覆盖的情况下,其活性含量可从原来的80%以上降到40%左右,放置半年可降到仅30%左右,原先质量好的石灰长期无覆盖堆放,可使其质量降到等外石灰。而活性含量低的石灰是不可能做出高强度的基层。我市石灰生产厂家极少,产量有限,公路施工用石灰基本上都是从外省、市购进,进货批量大,运输周期长,存放时间久,对石灰质量有一定影响。故应根据工程施工进度,适当控制进货批量,尽量做到随到随用,缩短存放时间,否则一定要加以覆盖,妥善保管。

3)消解石灰的质量对基层强度有直接的影响。对符合等级要求的生石灰,应在使用前7—10天加水充分消解,每吨灰用水量为500—800kg,一定要消解透。同时用水量要均匀。消解后的石灰应保持一定的湿度,使其成为粉状又不成固结块。根据施工归法要求,消石灰宜过10mm的筛并尽快使用。本人曾发现不少三渣拌和场在生石灰进场后不论是否需要使用立即加水消解,用水既不均匀也不透彻,甚至有的石灰从消解到使用长达2—3个月,其活性含量损失较大已不能满足消石灰的质量要求。另外还有消石灰使用前不过筛,而在和粉煤灰拌和后才过20〜30mm孔径的筛,导致超粒径残渣及含量和未消解小灰块的存在。有些路段使用了这样的消石灰,基层碾压成型在养生过程中,未充分消解的石灰块遇水后继续消解,引起局部爆裂崩解,造成基层裂缝松散而破坏,影响结构层的强度和平整度。在这方面有不少的教训,应彻底纠正。

2、粉煤灰

粉煤灰是火力发电厂燃烧煤粉产生的粉状残渣。 中规定用于三渣的粉煤灰中活性物质必须检验。绝大多数粉煤灰的主要成分是sio2、al2o3和fe2o3,其含量越大,对三渣越有利。 中规定:这三种成分的总含量应大于70%,粉煤灰的烧失量不应超过20%,比面积宜大于2500c/g。而在施工过程中,粉煤灰基本上都没有进行检验。一般情况下是我市的粉煤灰的氧化物含量常在70%以上,烧失量在5%—15%之间,是符合质量要求的。但也有烧失量高达20%—30%以上的,烧失量过大将明显降低混合料的强度,有的甚至难以成型。在使用此种粉煤灰时,应考虑增加石灰的用量,才能保证基层的强度。另外,在粉煤灰中氧化钙(cao)含量一般在2%—6%,而有些地方的粉煤灰含有10%—40%的氧化钙,这种粉煤灰则被称为高钙粉煤灰。在使用这种粉煤灰时,可适当减少石灰的剂量,这样在保证质量的前提下能节省经费的投入,提高经济效益。综上所述,对粉煤灰的检测时十分必要的,施工单位和质检部门都应加强这方面的工作。

表1 二灰级配集料的颗粒组成范围
编号 1 2
通过下列筛孔(mm)的重量百分率(%) 40 100
30 90-100 100
20 60-85 90-100
10 50-70 55-80
5 50-70 55-80
2 27-47 28-50
1 20-40 20-40
0.5 10-30 10-20
0.075 0-15 0-10

3、 石料

在三渣施工中,宜选用密实、表面光滑、吸水率小的成立方体的坚硬石料。对石料主要的指标是粒径和级配以及压碎值,它们对保证三渣的密实度、提高基层强度有着重要的作用。粒径太大,拌和、摊铺、压实均有困难,表面整度也难以达到要求。粒径太小,细骨料及二灰含量增多,基层材料的表面及增大,则动温性不足,容易产生开裂,且增加投资。【jtj—034—93规范】要求:对于高速公路和一级公路,底基层的石料粒径不应超过40mm,其颗粒组成应符合表1中1号级配范围;基层石料重量占80—85%时,石料的粒径不应超过30mm,其颗粒组成应符合表1中2号级配的范围。对于二级及二级以下公路,底基层的石料粒径不应超过50mm,基层的石料粒径不应超过40mm,并且有表中1号级配的要求。这样规定的出发点是为了减少三渣混合料再拌和、运输和摊铺过程中粗细集料的离析现象,减少拌和机和摊铺机的磨损,使基层具有较高的平整度。目前在我国,除高速公路的三渣层限制采用厂拌拌机械施工外,其他公路的三渣基层大多数还是采用小型机具与人工配合进行路拌施工,用沥青混凝土摊铺基层混合料的工地为数尚少,故不存在机械磨损的问题。因此,为减少三渣基层的开裂,石料的粒径可适当放宽。至于放宽到多大为宜,要视工程的具体情况而定。有文章建议在规范规定的粒径基数上再加10mm,本人认为是可行的。另外在颗粒级配上,适当降低石料细颗粒成分的含量,能有效地阻止三渣混合料的体积收缩,减少基层的开裂。对于压碎值,经检测,我市从江、浙等地购进的石料一般均能满足指标要求。针片状含量在规范中虽未作具体要求,但经有关部门试验研究,对三渣也有一定影响。针片状含量不宜超过20%,否则对试件的抗压强度、弯拉强度和劈列强度不利,甚至可使强度降低15%左右,故也应引起重视。

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