礦渣粉在水泥混凝土(tǔ)路(lù)面施工(gōng)中的應用
随着混凝土(tǔ)技術(shù)的快(kuài)速發展，自(zì)上世紀80年(nián)代出現礦物摻合料以後，大(dà)宗應用的混凝土(tǔ)複合化傾向更加突出。今天，人(rén)們已經認識到礦物摻合料技術(shù)的運用是現代高性能混凝土(tǔ)采用的主要技術(shù)。而摻合料及其摻合料技術(shù)的發展更使得(de)混凝土(tǔ)作(zuò)爲這種生(shēng)态複合材料越來(lái)越功能化，生(shēng)态化、可(kě)持續發展化。近年(nián)來(lái)，承德市在縣鄉道路(lù)和通村公路(lù)建設中修建了大(dà)量的水泥混凝土(tǔ)路(lù)面，同時承德轄區範圍内有豐富的礦渣和粉煤灰資源，爲此，在農村公路(lù)的混凝土(tǔ)路(lù)面建設中，我們有針對性的使用了礦粉和粉煤灰作(zuò)爲摻合材料，取得(de)了很好的社會效益和經濟效益。, ,礦渣粉是水淬粒化高爐礦渣經粉磨後達到規定細度的一種粉體(tǐ)材料。是近年(nián)來(lái)新興的混凝土(tǔ)礦物摻合料。礦渣粉作(zuò)爲鋼鐵企業的副産品在承德有着得(de)天獨厚的優勢。2005年(nián)起，我們開始了礦粉的特點及應用研究。并在工(gōng)程實際中進行了廣泛的應用。, ,1選擇符合标準的礦渣材料, ,随着礦渣磨細技術(shù)的不斷發展，礦渣粉已經實現工(gōng)廠(chǎng)化生(shēng)産，并且細度也很容易達到400m2/kg以上，爲礦渣粉的大(dà)量應用打下了良好基礎。水泥混凝土(tǔ)路(lù)面使用的礦渣粉技術(shù)指标要符合(GB/T18046-2008)标準規定。礦渣粉要達到相(xiàng)當細度且符合相(xiàng)應活性指數方可(kě)作(zuò)爲混凝土(tǔ)摻合材料。實際應用的礦渣粉具體(tǐ)指标要符合表1的規定。, ,2嚴格控制礦粉質量, ,目前，承德境内幾家較大(dà)規模企業采用立磨工(gōng)藝生(shēng)産的礦粉細度能控制在400～500m2/kg的範圍内。由于企業重視産品質量，采用的生(shēng)産工(gōng)藝比較先進，礦渣粉的細度指标比較穩定，這給水泥混凝土(tǔ)路(lù)面配制混凝土(tǔ)時帶來(lái)了很大(dà)方便。而小型企業采用球磨技術(shù)生(shēng)産的礦粉的細度較難達到400m2/kg以上，即使通過延長磨細時間，勉強達到400m2/kg以上，也難以長期穩定，指标起伏較大(dà)。一旦其細度大(dà)幅度降低，會給混凝土(tǔ)帶來(lái)諸多問(wèn)題，如(rú)：粘聚性下降出現離(lí)析和泌水；凝結時間延長；早期強度降低，甚至28天強度也會不同程度降低等。所以在選用礦粉時，我們采用的都(dōu)是較大(dà)規模企業采用立磨工(gōng)藝生(shēng)産的細度指數穩定的礦粉。不允許使用小型企業采用球磨技術(shù)生(shēng)産的細度在400m2/kg以下的礦粉，以保證路(lù)面混凝土(tǔ)的質量。施工(gōng)過程中，加強對進場礦粉的質量檢驗。, ,3加強施工(gōng)過程的質量控制, ,施工(gōng)過程中，混凝土(tǔ)攪拌是一個關鍵環節，對添加礦渣粉的混凝土(tǔ)拌和時，将礦渣粉與水泥分(fēn)别儲存在各自(zì)罐倉中，分(fēn)别稱量，稱量誤差爲±1%，拌和時間較普通混凝土(tǔ)的拌和延長10～30s。對施工(gōng)溫度要進行控制，施工(gōng)時，添加礦渣粉的混凝土(tǔ)施工(gōng)氣溫不應低于10℃，覆蓋保濕養生(shēng)時間不得(de)少于21天，爲使混凝土(tǔ)較少早期裂縫及幹縮裂縫的發生(shēng)，避免早期幹燥和低溫寒潮襲擊。雖然硬化後的礦渣混凝土(tǔ)抗侵蝕性能優于不摻礦渣粉混凝土(tǔ)抗侵蝕性能，但(dàn)在硬化過程中遭受侵蝕也将加速破壞，因此硬化過程中，應避免流動水體(tǐ)或者油污的侵蝕。, ,3.1不可(kě)随意提高摻配比例, ,2005年(nián)至2007年(nián)初期使用礦渣粉和粉煤灰複合摻配時，粉煤灰用量控制在10%以内，礦粉用量控制在20%以内。盡管在試配時，礦粉摻量在70%以内對混凝土(tǔ)強度影(yǐng)響不大(dà)，但(dàn)過大(dà)的摻量在實際應用中确存在很多問(wèn)題。其中兩個問(wèn)題特别值得(de)關注，一是混凝土(tǔ)凝結時間問(wèn)題。摻量過高時，由于混凝土(tǔ)溫度很快(kuài)與環境溫度相(xiàng)同，其混凝土(tǔ)的凝結時間會明顯加長，不利于施工(gōng)。這時由于混凝土(tǔ)長期處于塑性狀态，會使混凝土(tǔ)發生(shēng)較大(dà)沉降收縮，常常出現塌陷變形，緻使路(lù)面平整度達不到标準要求。對于夏季高溫季節施工(gōng)，混凝土(tǔ)的凝結時間則不然。由于氣溫高及水化熱(rè)的作(zuò)用，凝結時間往往比試驗要短(duǎn)的多。因此采用大(dà)摻量礦粉或礦粉與粉煤灰複配可(kě)降低水化熱(rè)，延緩凝結時間，對高溫季節施工(gōng)的混凝土(tǔ)是比較有利的。另一個是混凝土(tǔ)粘聚性問(wèn)題。施工(gōng)時爲提高混凝土(tǔ)強度，得(de)到高強的混凝土(tǔ)就(jiù)要減小水灰比，這樣就(jiù)使得(de)混凝土(tǔ)的粘聚性不斷增加，這樣配制混凝土(tǔ)就(jiù)存在着兩頭難的問(wèn)題。即要設法增加其粘度，減少混凝土(tǔ)離(lí)析泌水的可(kě)能，又要設法降低其粘度來(lái)保證施工(gōng)性能，增加混凝土(tǔ)的和易性。由于細度達到400m2/kg以上的礦粉可(kě)增加混凝土(tǔ)粘度，因此它有利于提高混凝土(tǔ)的和易性能，爲同時提高混凝土(tǔ)的強度，采用礦粉和粉煤灰共同使用可(kě)以取得(de)很好的效果。, ,2008年(nián)以後，經過實踐積累和更多的實驗數據支撐，單獨采用礦渣粉的摻配比例控制在40%～50%範圍内，采用複合摻配時，對于一級粉煤灰控制在12%以内，二級粉煤灰控制在8%以内，礦粉控制在40%以内。, ,3.2實際應用中複合摻配情況, ,礦渣粉混凝土(tǔ)應用中，常與粉煤灰複合使用。這樣有以下優點，第一，粉煤灰比礦粉更爲廉價，單摻礦粉對混凝土(tǔ)成本不利。雖然單摻粉煤灰可(kě)以大(dà)幅度降低成本，但(dàn)摻量受到較大(dà)限制；第二，充分(fēn)利用二者的優勢互補，改善水泥混凝土(tǔ)路(lù)面的使用性能。, ,由于采用的粉煤灰來(lái)源不同，粉煤灰質量等級存在差異，當選用承鋼二化粉煤灰時，由于粉煤灰爲Ⅱ級粉煤灰，在與礦渣粉摻和使用時，粉煤灰的取代量置換率采用15%，礦渣粉置換率采用30%。雖然Ⅱ級粉煤灰相(xiàng)對廠(chǎng)區周邊一定距離(lí)道路(lù)混凝土(tǔ)路(lù)面來(lái)說(shuō)具有很高的經濟優勢，但(dàn)粉煤灰的質量穩定性較差，質量控制難度大(dà)。因此施工(gōng)過程中加大(dà)監測頻率，嚴格控制用量，同時有意識的增加礦渣粉用量，降低Ⅱ級粉煤灰質量波動給混凝土(tǔ)帶來(lái)的不利影(yǐng)響。也就(jiù)是說(shuō)，質量差或質量穩定性差的原材料不得(de)不用時，應在充分(fēn)試驗的基礎上，在條件(jiàn)允許的前提下盡可(kě)能少用。, ,在采用礦渣粉和粉煤灰複合摻配時，我們就(jiù)近優選了性能指标好的灤河電廠(chǎng)的一級粉煤灰與承鋼集團生(shēng)産的礦渣粉進行摻配。粉煤灰的取代量置換率采用20%，礦渣粉置換率采用40%。它們之間的比例可(kě)以根據不同強度等級、不同技術(shù)要求進行調整。從(cóng)強度方面說(shuō)，粉煤灰等量取代水泥時，28天強度基本都(dōu)比空白(bái)混凝土(tǔ)強度低，而礦粉在合适的摻量下會使混凝土(tǔ)的28天強度稍有提高，這樣二者有較好的強度互補效應。同時，二者複合使用兼顧混凝土(tǔ)早期強度與後期強度，早期發揮礦粉的火(huǒ)山(shān)灰效應，改善漿體(tǐ)和集料的界面結構，彌補由于粉煤灰的火(huǒ)山(shān)灰效應滞後于水泥熟料水化，從(cóng)而使得(de)火(huǒ)山(shān)灰反應生(shēng)成物和水泥水化生(shēng)成的凝膠數量不足導緻與未反應的粉煤灰之間界面粘結不牢引起的早期強度損失；後期發揮Ⅰ級粉煤灰的火(huǒ)山(shān)灰效應所帶來(lái)的孔徑細化作(zuò)用以及未反應的粉煤灰顆粒的内核作(zuò)用，使混凝土(tǔ)後期強度持續得(de)到提高。從(cóng)混凝土(tǔ)粘聚性方面說(shuō)，礦粉有增加混凝土(tǔ)粘聚性和泌水的趨勢，Ⅰ級粉煤灰卻能明顯降低混凝土(tǔ)的粘聚性和減少混凝土(tǔ)泌水的趨勢，二者的互補優勢更爲明顯，适合于配制不同使用條件(jiàn)下的各種路(lù)面混凝土(tǔ)。因此，當經濟條件(jiàn)允許的情況下，實際應用中，盡可(kě)能采用礦粉和Ⅰ級粉煤灰複配配制混凝土(tǔ)，以充分(fēn)發揮二者的優勢互補效應，配制性能更爲優異同時成本更爲經濟的混凝土(tǔ)。, ,4加強對建成路(lù)面的養護, ,礦渣粉或礦粉和粉煤灰複摻後的混凝土(tǔ)路(lù)面對養護條件(jiàn)要求更爲苛刻。因此路(lù)面鋪築以後的養護要高度重視，确保混凝土(tǔ)的養護條件(jiàn)滿足質量需要。, ,農村公路(lù)的混凝土(tǔ)路(lù)面施工(gōng)，由于受資金、設備、技術(shù)、養護手段和人(rén)員(yuán)素質等方面因素的影(yǐng)響，混凝土(tǔ)路(lù)面的初期養護往往重視不夠。特别是偏遠(yuǎn)地區，由于不便養護，一些單位常常是塗刷養護劑或者隻是施工(gōng)完成後一次性覆蓋薄膜了事(shì)，而養護劑的效果很難在初期發揮效用，塑料薄膜容易破損，使混凝土(tǔ)的養護出現不少問(wèn)題。在礦渣粉或礦渣粉和粉煤灰複合摻加的情況下，更需要加強養護，隻有充分(fēn)養護才能發揮摻合料的作(zuò)用。在施工(gōng)中要采用有效、适用的養護方法，如(rú)覆蓋薄膜後，上面加蓋草簾或者雜草，定期灑水濕潤，其實方法很簡單，實際效果确實很好，即保濕又防曬保溫，避免由于采用的養護方式不當造成結構強度降低或者裂縫出現。對路(lù)面邊緣部分(fēn)要定期由專人(rén)負責用噴霧器濕潤，這樣既能長期保持混凝土(tǔ)表面的濕度，又節約用水，還(hái)減少了因養護用水四處流淌影(yǐng)響施工(gōng)。, ,5結語, ,綜上所述，采用礦渣粉作(zuò)爲摻合料用于混凝土(tǔ)路(lù)面施工(gōng)，使大(dà)量細度在400m2/kg的礦粉得(de)到廣泛應用。礦粉的大(dà)量應用，改變以往僅以粉煤灰爲主要摻合料的局面。礦粉的使用給配制混凝土(tǔ)帶來(lái)了很大(dà)的方便，随着礦粉研究和應用的不斷深入，混凝土(tǔ)質量會逐步改善。同時，礦粉的應用，可(kě)以克服僅摻粉煤灰時取代水泥量有限的弱點，可(kě)以進一步降低水泥用量，不僅可(kě)以改善混凝土(tǔ)耐久性，同時降低混凝土(tǔ)成本，節約能源，改善環境。,質量保證 品質服務
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