用于公路路堤粉煤灰的特性研究
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粉煤灰在公路路基加固工程中的应用与性能分析引言公路建设是国家基础设施建设的重要组成部分,而公路路基是公路工程的基础结构。
为了提高公路的承载能力和使用寿命,需要采用适当的材料进行路基的加固工程。
粉煤灰作为一种常用的工程填料材料,具有一定的优势和应用前景。
本文将对粉煤灰在公路路基加固工程中的应用及其性能进行分析。
一、粉煤灰的基本特性1. 含硅酸和铝酸等无机成分,具有良好的活性。
2. 粒径较细,表面积大,能够充分填补空隙。
3. 具有较好的高温稳定性和耐腐蚀性。
4. 资源丰富,生产和利用成本较低。
二、粉煤灰在公路路基加固工程中的应用1. 填料材料由于粉煤灰的颗粒细小,可以作为路基加固工程的填料材料,填充路基的空隙,提高路基的密实度和稳定性。
2. 混合材料粉煤灰可以与水泥、石灰等材料混合使用,形成混凝土状的材料,用于加固路基或路面。
混合材料具有较高的强度和抗裂性能,能够有效地改善路基的承载能力和耐久性。
3. 经济性材料粉煤灰作为一种废弃物的综合利用材料,相比传统的路基加固材料,其生产和利用成本较低,能够节约资源和降低工程造价。
三、粉煤灰在公路路基加固工程中的性能分析1. 增加路基的抗水稳定性粉煤灰具有较好的颗粒填充性和细土胶结性,能够填充路基中的微孔和细隙,提高路基的密实度和抗水稳定性,防止路床下沉和软化。
2. 提高路基的强度和承载能力粉煤灰混合材料具有较高的抗压强度和抗折强度。
在路基加固工程中,通过控制粉煤灰与水泥或石灰的配比和固化时间,可以达到预期的强度要求,提高路基的承载能力。
3. 减少路基的沉降和变形粉煤灰混合材料具有较好的体积稳定性和抗变形性能。
在路基加固工程中,使用粉煤灰能够有效地减少路基的沉降和变形,提高路基的平整度和使用寿命。
4. 提高路基的耐久性粉煤灰具有良好的耐腐蚀性和高温稳定性。
在公路路基加固工程中,粉煤灰的应用能够有效地防止外界介质对路基的侵蚀和破坏,提高路基的耐久性和抗老化能力。
粉煤灰用作路堤填料的特点研究现阶段,粉煤灰是排放量巨大的工业原料废渣。
据可靠资料记载,我国的各级火力电厂现阶段年排放粉煤灰量最少在1.8亿吨,并且随着我国电力发展的需要,这些废渣还以每年700万吨的速度增加。
这些粉煤灰废渣长期大量堆放,导致大量土地、农田资源被侵占,又造成严重的污染环境。
但国内粉煤灰目前利用率仍很低,利用粉煤灰的一系列技术问题成为一个十分重要的课题。
标签:粉煤灰;路基填料;轻质填料;路堤稳定这些年来,随着我国高等级公路的快速发展,高等级公路的普遍特点是路堤较高,所以需要大量优质路堤填料。
但在现实下,一般广阔的地区就存在严重的大量取土从而侵占良田的矛盾;并且,有的道路基地软弱,因而如何采用一种质轻、价廉的填料,无疑对高填方路堤的稳定有这重要的意义。
一般情况下,粉煤灰的压实密度是粘性土压实密度的四分之三,它不但是一种廉价材料而且是一种质轻填料,况且粉煤灰在我国的数量巨大,既占用农田,又严重污染了周边环境,如何让这些废料变废为宝呢?作者认为,大量修筑粉煤灰路堤,从而“已灰代土”,既能提高工程质量,降低工程造价,还可以为电厂、社会、环境带来可观的经济效益、社会效益和环保效益。
粉煤灰的道路特性:粉煤灰是利用煤经过粉碎加工后在高温炉里充分燃烧后的烟气中收捕下来的细灰,是燃煤电厂排出的主要固体废物。
呈大量细小的玻璃质球体颗粒结构。
外观类似水泥,颜色呈灰黑色。
在电子显微镜下观察,可见粉煤灰是晶体、玻璃体及少量未燃炭组成的一个混合体。
颗粒多为颗粒结构,玻璃体包括光滑的球体形玻璃体粒子、形状不规则孔隙少的小颗粒,颗粒表面疏松,且有漏斗状的玻璃体球,未燃炭多呈疏松多孔形式。
其特性决定粉煤灰比表面积较大,因而具有较高的吸附活性,并且具有的多孔结构,使其孔隙率高达50%-80%,具有很强的吸水性。
质量轻是粉煤灰的一大特点(见表1)。
粉煤灰质量轻的原因有两个,第一个是因为粉煤灰属于CaO、Al2O3-SiO2系统,其化学成分以Al2O3和SiO2为主,次要成分为CaO和Fe2O3以及少量的MgO和SO3等。
粉煤灰在公路路基中的应用摘要:粉煤灰的主要特性是压缩性较小、自重较轻,是当前公路路基施工所用的主要施工材料之一。
以粉煤灰为基础进行公路路基施工,能够有效提升公路路基的渗透性,优化路基施工效果,并且能够大大降低施工成本,实现对粉煤灰这一废料的有效利用,十分符合我国当前的绿色环保理念。
基于此,本文从粉煤灰物理特性入手,并深入探究了粉煤灰在公路集中的相关应用要点,以期对相关从业人员提供参考。
关键词:粉煤灰;公路路基;应用引言随着我国电力产业的不断发展,粉煤灰的年排放量有着不断增加的趋势,占用了大量的土地,若是处理不当还会对环境造成一定程度的污染。
当前粉煤灰在公路路基建设领域的应用越来越广泛,粉煤灰在公路路基中的应用,由于其自重较轻、压缩性较小,通常能够展现出较好的施工成效以及良好的社会经济效益,能够有效降低工程造价,加强对环境保护,节约用地资源,促进公路路基建设的可持续发展。
1、粉煤灰物理特性分析粉煤灰一般指的是飞灰,又叫做烟灰,是由燃料在燃烧中产生的微小灰粒,常见的是从燃煤电厂烟道气体中收集的细灰。
粉煤灰是煤粉进到温度很高的炉膛后,在燃烧环境下受热面吸收大量热量后温度下降产生的,大多数粉煤灰的真实形态是较为松散的颗粒状,主要包括两种成分,其一是三氧化二氯,其二是二氧化硅,表面光滑,空隙很小,有一定活性。
把其增添到混凝土后,可以诱发反应物的活性,进而形成化合物而且体现出水硬凝胶性能,可以大幅提升固结后混凝土的持久性与硬度。
在公路路基建设期间,一般需要粒径尽可能小的粉煤灰,通常粉煤灰密度较低,仅为硅酸盐水泥密度的三分之二。
另外,在粉煤灰运用情况进行评估时,一般会将抗剪强度、最大干密度、回弹性、最佳含水量等作为主要指标。
一般使用重型击实的方法加以测验,得到最佳含水量与最大干密度的实际数值,利用直剪试验、现场十字板剪切的方法得到抗剪强度有关信息,采用承载板法或者动力锥法获得回弹性有关数据,如果试验得到的回弹数值处在46~49MPa区间内,代表其符合公路路基强度标准。
粉煤灰路堤
粉煤灰的定义和用途
粉煤灰(Fly ash)是燃烧煤炭时产生的固体废弃物,是一种细粉状灰色或淡灰色粉末,具有一定的活性。
在工业生产中,粉煤灰是一种重要的工业废料,广泛应用于建筑材料、水泥、混凝土、道路基础修筑等方面。
其中,利用粉煤灰来建造路堤已经成为一种普遍的建设方式。
粉煤灰路堤的构成和特点
粉煤灰路堤的建设主要由煤灰、水泥和土壤构成,其中粉煤灰的掺入量在10%-20%之间,比例可根据实际需求进行调整。
另外,粉煤灰对水泥的质量有很大影响,可增加水泥的强度和防水性能。
粉煤灰路堤具有以下优点:
•成本低,节约资源
•优良的力学性能和稳定性,适用范围广
•具有良好的抗水性和耐久性,可减少危害
粉煤灰路堤的施工和维护
粉煤灰路堤的施工过程主要包括以下几个步骤:
1.对原土地进行平整处理
2.根据设计要求,调整粉煤灰、水泥和土壤的掺合比例
3.进行压实、浇灌水泥等处理,保证路面平整和结实
粉煤灰路堤的日常维护也很重要,主要包括以下措施:
1.定期对路面进行维修,处理路面裂缝和坑洞等问题
2.做好排水工作,避免积水对路面造成损害
3.定期检查路面变形情况,及时进行维护
粉煤灰路堤的应用前景
粉煤灰路堤建设已经在全国范围内得到了广泛应用,且不断改进和提高。
粉煤灰作为重要的地面补强材料,具有良好的应用前景。
未来,随着我国交通建设的快速发展和人们对绿色环保的不断追求,粉煤灰路堤的应用领域将会更加广泛。
作为一种低成本、高效率、环保的新型建筑材料,它将在市场上拥有更加广泛的市场前景和普及的趋势。
公路工程粉煤灰路基填筑施工技术研究一、粉煤灰的特性及优势1. 物理化学性质粉煤灰是煤炭在燃烧过程中产生的灰烬,其主要成分是氧化硅、氧化铝和氧化铁等物质,具有较高的强度和稳定性。
粉煤灰的颗粒细小,具有较好的填充性和孔隙度,能够提高路基的稳定性和抗压性。
2. 资源丰富我国是煤炭资源大国,因此粉煤灰作为煤炭的副产品具有丰富的资源量,具有良好的可持续利用性。
3. 环保节能粉煤灰是一种工业废弃物,其利用具有明显的环保节能效益,对环境造成的污染较小,符合现代社会可持续发展的要求。
二、粉煤灰路基填筑施工技术1. 原料准备选择优质的粉煤灰作为填筑材料,进行质量检测和筛分分级,并根据实际工程需要进行配比调整。
2. 施工现场准备清理施工现场,确保无杂物,平整路基表面,做好基础工程准备。
3. 施工工艺(1)地面处理:先对路基进行一定的地面处理,确保路基表面平整,并达到设计要求的强度。
(2)填筑施工:工程车辆将粉煤灰原料运输至施工现场,进行填筑施工,采用振动压实等工艺手段,确保填筑层密实。
4. 施工技术要点(1)填筑厚度控制:根据设计要求和路基情况,合理控制填筑厚度,保证填筑层的稳定性和承载能力。
(2)湿度控制:在填筑施工过程中,控制粉煤灰的湿度,避免过度干燥或过度潮湿,影响填筑层的强度和稳定性。
(3)压实工艺:采用适当的振动压实工艺,提高填筑层的密实度和抗压性。
5. 施工质量控制监控施工工艺中的各项参数,进行施工质量把控和验收,确保填筑层达到设计要求的强度和稳定性。
1. 资源综合利用通过粉煤灰的应用,实现了对煤炭资源的综合利用,减少了固体废物的排放和对自然资源的占用,符合节能减排的要求。
2. 施工成本降低相较于传统的填筑材料,粉煤灰具有较低的成本,能够有效降低公路工程的建设成本。
3. 路基稳定性提高粉煤灰填筑层具有较高的密实度和抗压性,能够有效提高路基的稳定性和承载能力,延长公路使用寿命。
四、结语粉煤灰路基填筑施工技术在公路工程中具有重要的应用价值,能够有效提高路基的稳定性和承载能力,降低公路工程的建设成本,实现了对煤炭资源的综合利用,同时符合环保节能的要求。
粉煤灰路堤施工工艺及方法一、引言随着城市化进程的加快,道路建设成了城市建设的重要组成部分。
而在道路建设中,路堤的施工是关键环节之一。
粉煤灰被广泛应用于道路建设中的路堤施工,其具有环保、经济、可持续发展等诸多优势。
本文将介绍粉煤灰路堤施工的工艺及方法,以期对相关从业人员提供参考。
二、粉煤灰的特性及优势粉煤灰是燃煤电厂烟气中的一种固体废弃物。
由于其成分中含有大量的二氧化硅、二氧化铝和二氧化铁等物质,使其具有较好的粘结性。
同时,粉煤灰具有较高的稳定性和抽水性,能够增加路堤的强度和稳定性。
此外,粉煤灰的使用不仅可以减少矿石资源的开采,还能降低环境污染,达到环保和可持续发展的目标。
三、粉煤灰路堤施工工艺1. 原料准备在施工前,需要对粉煤灰进行筛选和质量检验。
筛选旨在去除其中的杂质,以保证使用的粉煤灰质量。
质量检验则是对粉煤灰的稳定性、抗水性等指标进行检测,以确保其满足路堤施工的要求。
2. 施工现场准备施工现场的准备主要包括场地平整、材料堆放、设备的搭建等。
场地的平整度影响施工的质量和效率,需注意清除杂草、碎石等障碍物。
材料堆放的位置应考虑到施工的便利性和材料的安全性,以免妨碍施工过程。
设备的搭建包括榆木脚手架、线桩等,务必保证其稳固可靠,以确保施工的安全性。
3. 粉煤灰路堤施工工艺(1)路堤的布置根据设计要求,对路堤进行标高设置和边坡勾画。
标高设置是指根据路堤的深度和高程要求,确定路堤的起讫点及中间高点的位置。
边坡勾画是指根据路堤的设计要求,对路堤的两侧边坡线进行勾画和标注。
布置路堤时需注意路堤的宽窄和高低,以确保其满足交通运输的要求。
(2)粉煤灰的拌和与浇筑先将粉煤灰与水进行拌和,拌和时应注意控制水粉比,保持适当的湿度和黏度。
拌和完毕后,将混凝土从搅拌车上倒入路堤模板中,然后用均匀加压的方式进行浇筑,使混凝土充分密实。
(3)养护与修整待混凝土浇筑完成后,需进行适当的养护和修整。
养护是指为保证混凝土的强度和稳定性,需在浇筑后进行遮阳、保温等措施,以防止混凝土过早失水和龟裂。
用于公路路堤粉煤灰的特性研究【摘要】粉煤灰的固体残留物是生产燃煤电力的副产品,它们通常直接在建设项目中使用这种材料要消耗大量的原材料,如公路路堤施工,不仅提供了有前途的解决处理问题的办法,而且也是一种替代使用传统材料的经济替代。
具有代表性的粉煤灰,集中体现了在电厂中的力学性质的测试(压实、渗透、强度、刚度和压缩性)。
【关键词】粉煤灰;处理;混合物;公路路堤0 引言在美国,每年由燃煤电厂产生的煤灰超过1亿吨(kalyoncu 1999; acaa 2001),但大部分的飞灰(约总量的70%)通常是作为实用废物处理场地。
在建筑工程中有效利用煤灰需要大量的原材料,如公路路堤建设,提供了一个有吸引力的替代品,利用煤灰作为填料似乎是经济合理的。
目前,国外印第安纳运输部规定只许混合物飞灰的含量低于40%才能综合利用在公路建设中,但是希望使规定更加灵活。
本文的目的是评估在公路路堤建设中飞灰高含量的粉煤灰的混合物作为建设材料是否合适。
由diamond和huang的研究评价了典型印第安纳飞粉煤灰的环境、物理及化学性质。
由于打算使用这些材料作为路堤施工材料,重点是要确定其力学性质,包括压实、渗透、强度、刚度和压缩。
1 测试方法1.1 粉煤灰表征测试1.1.1 颗粒分析对粉煤灰、底灰和粉煤灰、底灰混合物进行颗粒分析。
粉煤灰的混合物的比重等于50%和75%。
从沃巴什河电厂获得的底灰样本包含很小的比例。
底灰样品进行第一次筛分,在进行测试之前排出了筛分的一部分,只有保留在第200个筛(0.075mm)才被用作底灰。
1.1.2 显微镜观察粉煤灰、底灰样品由电子显微镜和光学显微镜进行分析扫描。
1.1.3 比重特性粉煤灰和底灰的比重特性是用astm d854(2000)确定的。
为了防止移走比较低比重的粉煤灰颗粒,是由慢慢加热方法完成的。
1.2 粉煤灰的力学性质测试对粉煤灰混合物进行标准压实、水力传导性、一维压缩和固结排水三轴试验。
粉煤灰路基的材料特性研究和变形分析的开题报告1. 研究背景和意义近年来,我国的建筑工程建设规模不断扩大,公路交通建设也在全面推进。
然而,与此同时,随着燃煤发电厂的大量建设和运行,粉煤灰作为一种常见的工业固废不断积累。
粉煤灰具有很高的资源利用价值,可以用于多种工程领域,其中之一就是路基工程。
粉煤灰路基是指通过将粉煤灰和其他土工材料混合使用,形成路面的基础结构。
粉煤灰路基具有一定的强度和稳定性,可以有效地分散和固结道路基础的土壤颗粒,减小土壤含水量,提高路面的承载能力和抗渗透能力。
同时,粉煤灰路基的使用也可以将传统的填土材料得到有效利用,减少库存压力,降低环境污染。
然而,粉煤灰路基的材料特性和变形分析等问题也受到了困扰。
目前,对粉煤灰路基的材料特性和变形分析的相关研究相对较少,这个问题的深入研究对于粉煤灰在道路工程中的使用和推广具有重要的理论和实际意义。
2. 研究内容和方法本研究旨在对粉煤灰路基的材料特性和变形分析进行系统的研究。
具体研究内容包括:(1)粉煤灰路基的材料特性研究:通过实验方法对粉煤灰路基的材料特性进行分析,包括颗粒分布、压缩性能、膨胀性能、剪切性能等方面的研究。
(2)粉煤灰路基的变形分析:通过数值模拟方法对粉煤灰路基的变形特性进行分析,包括路面压实、荷载响应、变形规律等方面的研究。
本研究所采用的研究方法包括理论分析、实验方法和数值模拟方法。
其中,实验方法将以室内试验为主,通过试验设备对样品进行各项物理、力学性质的测试;数值模拟方法将采用软件模拟手段,建立三维模拟模型,并对模型进行荷载响应和变形规律等方面的分析。
3. 研究的预期成果和意义通过本研究对粉煤灰路基的材料特性和变形分析进行研究,将对粉煤灰的应用于道路工程中的推广和使用提供科学的理论基础。
具体预期成果包括:(1)总结粉煤灰路基的材料特性,揭示其作为道路工程材料的优缺点及相应的应用范围和限制;(2)分析路面荷载与变形的关系,探究粉煤灰路基的适用范围、适用条件和理论依据;(3)为粉煤灰在道路工程中的应用提供科学依据,为压实、荷载及变形规律等问题提供新的解决方案,为推动我国道路工程的可持续发展提供理论支持。
浅谈粉煤灰的特性及其在公路建设中的应用
要】文章简要介绍粉煤灰的特性和其在公路路堤、粉煤灰类基层、水泥粉煤灰碎石桩等公路建设领域方面的广泛应用,粉煤灰的利用既解决了环境污染问题,又使工程造价大大降低。
关键词】粉煤灰;公路路堤;粉煤灰类基层;CFG桩作者简介】王峰(1973-),男,山东鱼台人,山东省曲阜公路局副局长,工程师,大学本科学士学位,主要从事公路工程与养护管理。
一、前言粉煤灰作为一种电厂的燃料废渣,过去是很多企业头疼和难办的一件事,大量的粉煤灰需要占用大面积的土地进行堆放,粉煤灰的粉尘造成周边环境被严重污染,随着各行各业对粉煤灰的开发和利用,特别是近几年全国高速公路的迅猛发展,粉煤灰的利用率越来越高,使粉煤灰“变废为宝”,粉煤灰在各项工程中的利用,不但使工程造价大大降低,而在节约土地、环境保护方面的意义更是非常深远的。
二、粉煤灰材料的特性(一)、粉煤灰的化学特性粉煤灰属于CaO、Al2O3-SiO2系统,其化学成分以Al2O3和SiO2为主,次要成分为CaO和Fe2O3以及少量的MgO和SO3等。
由于煤粉高温燃烧,其中主要成分铝、硅形成了活性成分,同时由于粉煤灰的比表面积较大,具有很大的表面能,且粉煤灰的密度小,这就是其在公路中利用的基础和优势。
(二)、粉煤灰的物理特性粉煤灰松干密度在445~680kg/m3范围内,比表面积在221~586㎡/kg之间。
由于粉煤灰的多孔结构、球形粒径的特性,在松散状态下具有良好的渗透性,其渗透系数比粘性土的渗透系数大数百倍。
粉煤灰在外荷载作用下具有一定的压缩性,同比粘性土其压缩变形要小的多。
试验表明:相同密实度(重。
试析粉煤灰在公路路基施工中的应用1、粉煤灰工程特性由于各种因素影响,粉煤灰在填筑路基的检测工艺、施工方法、干密度预测、标准压实、质量控制以及机械组合等各种技术性问题中,国内外都还没有比较系统的标准、规范。
与土质路堤而言,粉煤灰是一种相对理想的填料,湿度要比普通土料低25%左右;如果粉煤灰路堤重量得到改善,路堤沉降与软弱地基也会随之改变,在提高地基抗滑能效的同时,还能降低20%到30%的总沉降量。
在公路路基施工中,只要方法合理,粉煤灰路基就会展现出比普通路基更好的施工效益。
1.1 粉煤灰物理特性在公路路基施工中,为了保障施工质量以及后期使用效益,不仅需要碾压密实,不对环境造成污染的粉煤灰含水量,还需要经过多种检验,一般摊铺后粉煤灰含水量高出标准值的5%到10%为最佳。
为了方便路基压实,粉煤灰粒径通常控制在0.001到2毫米之间,对于低于0.074m/n的粉煤灰细颗粒应该超过整体含量的45%。
在公路路基施工中,虽然粗颗粒的粉煤灰在施工时,内部摩擦角会逐步增大,但是对压实有很好的作用。
通过实践工作可以看出:在公路路基施工中,粗颗粒相对较多、尺寸比较单一,很难压实成型。
所以必须将其控制在一定数量内部,进而保障碾压密实程度。
1.2 粉煤灰作用在公路路基施工中,控制粉煤灰毛细水的方法,除了施加压实程度外,还可以在粉煤灰层下面用石灰土、砂性土以及透水性材料,进行隔离,避免地下水上升对其造成的影响。
在路基施工中,必须在粉煤灰隔离层、最下层配置横向盲沟,让路堤多余水分及时渗透。
在路堤施工中,通常需要在成型的粉煤灰表层洒水,让水分充分渗透到深度的粉煤灰中,增幅随着深度变化而降低,尤其是在雨后,如果对粉煤灰进行检测,压实程度都会普遍增加。
所以粉煤灰在雨季仍然能够施工。
2、粉煤灰在公路路基施工中的应用某段路基借土填方面积为九十多万立方米,由于地处城镇境内,地少人多,征地协调难度非常大,很多老百姓将土地视若珍宝,根本不愿意商谈土地问题。
粉煤灰在高速公路基层中的应用研究随着城市化进程的不断加快,高速公路的建设也日益成为了当今社会和经济发展的重点。
高速公路建设中的路基工程是决定高速公路质量和可持续使用的重要因素之一。
现代化的路基工程需要高性能的材料来保证路面的承载和耐久度,而对于这方面的需求,粉煤灰正成为一个越来越受欢迎的选择。
一、粉煤灰的应用价值粉煤灰是煤炭的一种副产品,在火力发电站中通过减少废气的排放,可以有效地减少环境污染。
然而,粉煤灰中含有丰富的矿物质和活性物质,这些物质可以通过加工处理提取出来,并被用作高速公路基层材料。
粉煤灰作为矿物粉料的应用价值表现在以下几个方面:(1)提高路面硬度,增强承载能力固定矿物粒子可以增加路面的硬度和密度,因此提高了路面的承载能力。
大面积使用粉煤灰混合水泥砂浆可以提高基础土的坚硬度和沉降性能,从而有效地降低路面的变形和破坏风险。
(2)增强路面的抗冻性和耐久性粉煤灰中的无机物质,如硅酸盐和铝酸盐,可以吸附部分化学物质和水分子,提高耐冻性,从而提高路面的耐久性。
(3)改善环境,保护生态与传统的基础材料相比,粉煤灰的使用可以在一定程度上减少基础材料的需求和自然资源的消耗,同时有效降低二氧化碳排放,改善环境,保护生态。
二、粉煤灰在高速公路基层中的应用研究近年来,越来越多的研究证明了粉煤灰在高速公路基层中的应用价值和可行性。
各种研究表明,粉煤灰加入到水泥中,可以在不影响力学性能的情况下大幅降低水泥的消耗量,同时提高混凝土的性能,降低了混凝土的水分需求,降低了混凝土施工的成本。
另外,在高速公路养护中,粉煤灰的使用也可以大幅提高路面抗水性和抗透性,从而提高路面的使用寿命,减少养护成本。
三、总结无论是从材料性能,还是从环保节能的角度考虑,粉煤灰都是一种非常有前景的高速公路基层材料。
在未来高速公路建设中,生产和应用粉煤灰将是一个重要的发展趋势。
然而,现阶段我国在粉煤灰生产和治理的能力还需要进一步提高,对于粉煤灰的应用也需要更加深入的研究与实践。
粉煤灰在公路路基施工中的应用探究粉煤灰是火力发电厂生产过程中产生的工业废渣,粉煤灰的主要成分包括SiO2、AL2O3以及SO3等,如果粉煤灰不经处理直接排放,容易造成土壤和水污染,对生态环境和人体健康都成为严重危害。
同时,粉煤灰具有可利用价值,例如可以用作混凝土的掺合料,或是路基填料等。
文章首先对粉煤灰的性质进行了概述,随后就粉煤灰在公路路基施工中的具体应用展开了分析。
标签:粉煤灰;物理性质;公路路基;应用价值引言路基施工是公路工程中的重要组成部分,保证路基稳定性对于提升公路质量和行车舒适性都有良好效果。
在公路施工中,经常会遇到一些土壤含水率较高或是软土地质,需要采取必要的处理措施以保证路基安全。
粉煤灰具有一定的物理强度和较强的渗透能力,因此在公路路基施工中得到了广泛应用。
一、粉煤灰的性质1、粉煤灰的物理性质粉煤灰是一种多孔型、蜂窝状的颗粒,具有较强的吸附活性。
粉煤灰的表面、孔隙内容易附着粉尘,因此在运输过程中必须进行洒水处理,一方面可以增加粉煤灰的密实性,提高运输效率;另一方面也可以避免扬尘,对于保证环境安全也有积极作用。
粉煤灰的物理性质决定了其使用性能,可以根据外观颜色简单的判定粉煤灰质量:通常来说,粉煤灰颜色较深,说明其含碳量较高,粒度越细,使用质量较高;反之,如果粉煤灰颜色呈灰白色,则说明钙含量较高,利用价值不高。
公路施工单位在路基施工阶段,需要对粉煤灰的质量进行选择,以提高路基施工质量。
2、粉煤灰的渗透作用在路基施工中,所用材料的渗透能力是需要重点关注的要素之一。
尤其是在一些粘土地质环境下进行公路路基施工时,如果不进行地基土的科学处理,地基因为含水率较高而导致承载能力达不到设计标准,后期公路通车后,地基受到较大的荷载压力容易出现不均匀沉降现象。
粉煤灰自身多孔的结构,决定了本身具有较强的渗透能力,并且由于粉煤灰中主要以无机盐、氧化物为主,因此即便是吸水后也不会发生结构、性质上的改变。
利用粉煤灰换填地基土,可以提高公路路基的稳定性,在一些地下水含量较高、降水丰富的地区具有良好的应用效果。
用于公路路堤粉煤灰的特性研究【摘要】粉煤灰的固体残留物是生产燃煤电力的副产品,它们通常直接在建设项目中使用这种材料要消耗大量的原材料,如公路路堤施工,不仅提供了有前途的解决处理问题的办法,而且也是一种替代使用传统材料的经济替代。
具有代表性的粉煤灰,集中体现了在电厂中的力学性质的测试(压实、渗透、强度、刚度和压缩性)。
【关键词】粉煤灰;处理;混合物;公路路堤0 引言在美国,每年由燃煤电厂产生的煤灰超过1亿吨(Kalyoncu 1999;ACAA 2001),但大部分的飞灰(约总量的70%)通常是作为实用废物处理场地。
在建筑工程中有效利用煤灰需要大量的原材料,如公路路堤建设,提供了一个有吸引力的替代品,利用煤灰作为填料似乎是经济合理的。
目前,国外印第安纳运输部规定只许混合物飞灰的含量低于40%才能综合利用在公路建设中,但是希望使规定更加灵活。
本文的目的是评估在公路路堤建设中飞灰高含量的粉煤灰的混合物作为建设材料是否合适。
由Diamond和huang的研究评价了典型印第安纳飞粉煤灰的环境、物理及化学性质。
由于打算使用这些材料作为路堤施工材料,重点是要确定其力学性质,包括压实、渗透、强度、刚度和压缩。
1 测试方法1.1 粉煤灰表征测试1.1.1 颗粒分析对粉煤灰、底灰和粉煤灰、底灰混合物进行颗粒分析。
粉煤灰的混合物的比重等于50%和75%。
从沃巴什河电厂获得的底灰样本包含很小的比例。
底灰样品进行第一次筛分,在进行测试之前排出了筛分的一部分,只有保留在第200个筛(0.075mm)才被用作底灰。
1.1.2 显微镜观察粉煤灰、底灰样品由电子显微镜和光学显微镜进行分析扫描。
1.1.3 比重特性粉煤灰和底灰的比重特性是用ASTM D854(2000)确定的。
为了防止移走比较低比重的粉煤灰颗粒,是由慢慢加热方法完成的。
1.2 粉煤灰的力学性质测试对粉煤灰混合物进行标准压实、水力传导性、一维压缩和固结排水三轴试验。
准备混合时,粗颗粒在200筛分(0.075mm)后才能被用作底灰。
1.2.1 压实现在执行的是ASTM D698(2000)的标准击实试验。
先用手慢慢拌匀大量的粉煤灰和底灰,然后用水逐渐喷洒,同时在砂浆搅拌机中继续搅拌。
样品然后在一个直径4英尺的模具内压缩。
1.2.2 渗透性灰的混合物的水力传导系数的测定是用美国ASTM D5856描述的刚性壁压实模渗透测其下降水头来实现的。
每份灰混合物压缩从Proctor压缩试验的最大干密度压缩到压实度为95%(即一个相对压实度为95%)压缩的水分含量保持在最佳效果时的近似值。
1.2.3 一维压缩一维压缩试验是在直径为72mm高度为55mm组合模具在最佳含水率压实度为R=95%进行的。
测试是由美国ASTM D2435所描述的正常固结试验程序。
压缩样品要进行仔细的修剪,放置在直径为64mm高度为25mm的环刀内。
试样要浸泡24小时之后才能压缩,然后逐渐加载到最大竖向压力160KPa为止。
1.2.4 固结排水三轴试验对压实粉煤灰混合物样品进行固结排水三轴试验,为了评估混合率的效果,利用压实度和在应力应变的限制压力,灰的混合物的体积变化,两个层次的压实度(R=90%和R=95%),三级围压(50、100、200Kpa)。
用于这些测试的设备是一个内气压自动加载的自动三轴测试系统。
每个土样压缩在6个层次的击实筒,利用标准的击锤击实。
那个击实筒直径为72mm,高为163mm。
每层达到一定密度要求的打击次数是由每个混合物经过几次试验才能确定。
此前背压饱和度、由二氧化碳过滤的标本去水一小时后。
背压饱和度一直持续达到B数值超过0.95。
然后标本固结达到有效围压(50,100,200Kpa),允许时间范围为180分(压实度95%的低有效围压)到360分(压实度90%和高有效围压)。
三轴压缩(剪力)根据应变控制条,在每个浸泡的样本来实现的。
这需要大约7~9天直至破坏。
2 测试结果2.1 级配一般来说,粉煤灰级配良好,从淤泥砂颗粒到良好的细砂颗粒。
大多数颗粒分布在0.001mm到0.075mm。
级配曲线的形状表明随着底灰含量的增加,级配越来越好。
2.2 比重比重数值介于2.35到2.79,表明了不同灰土来源的巨大差别。
分布范围的比重可归因于两个因素:1)化学组成。
2)粉煤灰空心颗粒或多孔或水泡纹理的底灰颗粒。
不同数量的粉煤灰空心颗粒会造成明显变化的比重。
显然,粉煤灰含有大量比例的空心颗粒,肯定比含有大部分固体颗粒比重低。
事实上,这两个影响粉煤灰比重的两个因素是息息相关的。
Guo等(1996)分别研究了空心和固体粉煤灰颗粒的化学成分。
孔隙颗粒也影响着底灰的具体比重。
2.3 压实行为与压实土的最大干密度相比,灰的混合物的最大干密度数值往往低于土壤,范围通常是16KN/m3~21KN/m3。
2.4 渗透系数渗透系数数值测值范围2×10-7m/s~1×10-8m/s,这表明了一系列类似的这些细纱/淤泥混合物或淤泥。
表面积较大的粉煤灰在水流通过空隙时造成更多的阻力。
Huang(1990)进行了一系列的渗透试验测试印第安纳底灰。
他指出底灰的细颗粒是影响渗透的主要,因此,随着细颗粒的增加渗透系数减小。
2.5 压缩据Dry(1995)和Guo等(1996)的报告,粉煤灰空心颗粒具有较高的抗压强度,周围几个兆帕(MPa)。
因此看来,破碎的粉煤灰空心颗粒可能不是影响压缩的因素。
在相同压实度情况下,灰的混合物比砂稍微容易压缩。
2.6 剪力强度2.6.1 应力应变和体积状态应力应变和体积状态通常非常典型发生在沙质土壤集中的国家。
增加偏应力,引起初始体积略有收缩,随后逐步增加体积扩张率。
当体积应力应变变化率对轴向应变达到最大值时,会达到峰值强度。
在不断的压力体积变化偏应力随着降低率扩张而减小直至应力达到临界状态。
试样在R=90%时表现类似沙质土壤中松散的状态。
在增加轴向应变,偏应力逐渐则达到峰值,然后保持不变。
体积变化在整个剪切中收缩。
随着围压从50Kpa增加到200Kpa,扩张逐渐下降。
当围压等于200Kpa时,体积状态变得突出。
2.6.2 峰值摩擦角和临界状态摩擦角粉煤灰材料一般来说是摩擦性材料,破坏时的摩擦角是利用零应力状态莫尔—库伦破坏准则,在破坏状态下来表达出(下转第245页)(上接第285页)来的公式sin?渍■■=■■其中sin?渍■■是有效主要应力比值或斜应力。
膨胀状态,峰值摩擦角与最大膨胀率息息相关,通常发生在相对比较小的应力上。
为了理想收缩状态,峰值摩擦角恰好达到发生在大的应力上的临界摩擦角。
因此,峰值摩擦角可以简单总结为两部分:一是,由于膨胀作用,随剪应力变化(或在三轴试验中的轴向应变),另一部分是由于极限状态摩擦角。
发现灰混合物的峰值摩擦角与相对压实度、围压、粉煤灰含量有关。
3 结论基于本研究成果,如果遵守适当的设计和施工工序,高掺量粉煤灰的混合物适用于高速公路路堤,使用前,此材料必须通过由国家监管机构规定的环境要求。
如果环境要求满足,粉煤灰底灰混合物可以提供与大多数土通常用作填充材料的强度和压缩比,同时具经济效益大的特点。
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