CN103242013A - 一种低品质粉煤灰混凝土路面材料及其施工方法 - Google Patents

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上官萍
孙颖
谷音
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Abstract

本发明涉及一种低品质粉煤灰混凝土路面材料及其施工方法。该路面材料由42.5普通硅酸盐水泥、低品质粉煤灰、粗集料、细集料和水组成;单位体积的所述低品质粉煤灰混凝土路面材料中,低品质粉煤灰占胶凝材料总重量的30%~40%。单位体积中各组成成分所占的重量百分数为:42.5普通硅酸盐水泥占比10%~12%,低品质粉煤灰占比5.1%~7%,粗集料占比50%~55%,细集料占比23%~26%,水占比5%~7%。所述低品质粉煤灰为III级粉煤灰。该路面材料的施工方法为:按配合比备料,拌合,摊铺、振捣,养护。该路面材料耐久性好,造价低廉,节能环保,可广泛用于中等及轻交通等级路面结构层中。

Description

一种低品质粉煤灰混凝土路面材料及其施工方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域,特别是一种低品质粉煤灰混凝土路面材料及其施工方法。
背景技术
粉煤灰在路面混凝土中的应用始于上世纪80年代。混凝土中掺入粉煤灰不仅可节约水泥用量,降低混凝土生产成本,而且可提高混凝土粘聚性、改善路面板摊铺质量,提高混凝土密实度,从而提高混凝土的抗渗性和耐久性。但是,由于受到研究与技术水平的制约,国内外对水泥混凝土工程中使用的粉煤灰品质有较高要求,仅有很小一部分品质优良的粉煤灰才被允许用于混凝土结构工程。我国《公路水泥混凝土路面施工技术规范》(JTG F30-2003)中规定,混凝土路面不得使用Ⅲ级粉煤灰。特别是规范条文极大地限制了Ⅲ级粉煤灰在公路工程中的应用,同时也降低了我国粉煤灰的利用率。
我国目前粉煤灰的年排放量已超过亿万吨,其中低品质粉煤灰(Ⅲ级)占粉煤灰总排放量的95%。为提高低品质粉煤灰在混凝土结构中的利用率,目前已有学者针对低品质粉煤灰混凝土的力学性能指标进行了基础性研究,认为低品质粉煤灰通过合理的配合比设计,可配制出性能指标满足要求,强度达到中等以上强度的混凝土。上述研究结果为低品质粉煤灰在混凝土中的应用奠定了基础,但低品质粉煤灰混凝土在我国量多面广的中等及轻等级公路路面结构中的应用尚未得到实施与普及。
因此,需要发明一种既能满足公路工程使用要求,耐久性好,造价低廉、环保,并可大幅度提高低品质粉煤灰利用率的路面材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低品质粉煤灰混凝土路面材料及其施工方法,该路面材料耐久性好,造价低廉,节能环保,可广泛用于中等及轻交通等级路面结构层中。
为实现上述目的,本发明的技术方案是:一种低品质粉煤灰混凝土路面材料,由42.5普通硅酸盐水泥、低品质粉煤灰、粗集料、细集料和水组成;单位体积的所述低品质粉煤灰混凝土路面材料中,低品质粉煤灰占胶凝材料总重量的30%~40%。
进一步的,单位体积的所述低品质粉煤灰混凝土路面材料中,各组成成分所占的重量百分数为:42.5普通硅酸盐水泥占比10%~12%,低品质粉煤灰占比5.1%~7%,粗集料占比50%~55%,细集料占比23%~26%,水占比5%~7%。
进一步的,单位体积的所述低品质粉煤灰混凝土路面材料中,各组成成分所占的重量百分数为:42.5普通硅酸盐水泥占比10.3%,低品质粉煤灰占比7%,粗集料占比50%,细集料占比25.8%,水占比6.9%。
进一步的,所述低品质粉煤灰为III级粉煤灰,细度为30.2%,烧失量为5.2%,需水量比为100,SO3含量为0.3%。
进一步的,所述粗集料的粒径小于40mm,连续级配。
进一步的,所述细集料中砂的细度模数大于2.5。
本发明还提供了一种低品质粉煤灰混凝土路面材料的施工方法,按如下步骤进行:
(1)备料:按照配合比配备各种原料;
(2)拌合:将各种原料混合,先干拌30s左右,然后加水再拌60s~80s;
(3)摊铺与振捣:浇筑摊铺,然后进行振捣,振捣棒每次移动距离不超过振捣棒有效作用半径的1.5倍,并不得大于60cm;振捣时间为15s~20s,振捣结束时应使液化表面不再冒气泡;振捣后进行整修;
(4)养护:对低品质粉煤灰混凝土路面材料进行保温保湿养护,覆盖养护期大于14天。
本发明的有益效果是:在中等及轻交通等级公路路面结构中使用大掺量低品质粉煤灰混凝土,可在满足中等及轻交通等级混凝土路面基本力学性能要求的前提下,降低混凝土生产成本,提高低品质粉煤灰利用率,达到环境保护的目的。由于本发明产品具有上述优点,其市场应用前景广阔,适合于大规模推广,具有良好的经济与社会效益,以及显著的环境效益。
附图说明
图1是本发明低品质粉煤灰混凝土路面材料的实施例的各组成成分示意图。
具体实施方式
本发明低品质粉煤灰混凝土路面材料,由42.5普通硅酸盐水泥、低品质粉煤灰、粗集料、细集料和水组成;单位体积的所述低品质粉煤灰混凝土路面材料中,低品质粉煤灰占由42.5普通硅酸盐水泥和低品质粉煤灰组成的胶凝材料总重量的30%~40%。所述低品质粉煤灰混凝土路面材料的弯拉强度及抗折强度大于等于4.0MPa,适用于中等及轻交通等级公路路面结构中。
在本发明的较佳实施例中,单位体积的所述低品质粉煤灰混凝土路面材料中,各组成成分所占的重量百分数为:42.5普通硅酸盐水泥占比10%~12%,低品质粉煤灰占比5.1%~7%,粗集料占比50%~55%,细集料占比23%~26%,水占比5%~7%。本实施例中,各组成成分所占的重量百分数为:42.5普通硅酸盐水泥占比10.3%,低品质粉煤灰占比7%,粗集料占比50%,细集料占比25.8%,水占比6.9%。
在本实施例中,所述低品质粉煤灰为III级粉煤灰,细度为30.2%,烧失量为5.2%,需水量比为100,SO3含量为0.3%;所述粗集料的粒径宜小于40mm,连续级配;所述细集料中砂的细度模数宜大于2.5。
本发明还提供了上述低品质粉煤灰混凝土路面材料的施工方法,按如下步骤进行:
(1)备料:按照配合比配备各种原料;
(2)拌合:将各种原料混合,先干拌30s左右,然后加水再拌60s~80s;
(3)摊铺与振捣:浇筑摊铺,然后进行振捣,振捣棒每次移动距离不超过振捣棒有效作用半径的1.5倍,并不得大于60cm;振捣时间为15s~20s,振捣结束时应使液化表面不再冒气泡;振捣后进行整修;
(4)养护:对低品质粉煤灰混凝土路面材料进行保温保湿养护,覆盖养护期应超过14d。
本发明低品质粉煤灰混凝土路面材料是一种混凝土路面材料,与普通混凝土路面材料相比,具有以下优点:
1)掺入30%~40%低品质粉煤灰的混凝土,其28d龄期基本力学性能指标与普通混凝土较为接近。
2)本发明低品质粉煤灰混凝土路面材料,以低品质粉煤灰与水泥作为混凝土胶凝材料的组成部分,其中低品质粉煤灰的掺入量占胶凝材料总量的30%~40%,降低混凝土路面材料水泥的使用量。
3)与普通混凝土路面材料相比,本发明低品质粉煤灰混凝土路面材料,单方造价平均可节约21%左右。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,但是本发明不仅限于此。
1、单位体积低品质粉煤灰混凝土路面材料由42.5普通硅酸盐水泥252kg、低品质粉煤灰168kg、粗集料1285kg、细集料551kg、水145kg组成。低品质粉煤灰掺入量为40%,粗集料为碎石,最大粒径小于40mm,连续级配。细集料细度模数大于2.5。
2、施工过程:
(1) 按上述配合比备料。
(2) 拌合:采用强制式搅拌机,原材料由计量部门标定的磅称称量,并试拌正常。混合料先干拌30s左右,加水再拌60~80s,将拌合好的混凝土装车运输。
(3) 摊铺、振捣与整修:浇筑摊铺后,进行振捣。振捣棒每次移动距离不超过振捣棒有效作用半径的1.5倍,并不得大于60cm。由于大掺量粉煤灰混凝土中胶凝材料含量很高,在振捣棒高频振捣作用下很快液化,因此振捣时间宜为15~20s,振捣结束时应使液化表面不再冒气泡。振捣后采用三辊轴整平机在混凝土表面进行整平,用滚杆进行揉浆,最后用旋转抹面机和抹刀进行精平饰面或抹光。
(4) 压纹和切缝:拉毛作业时要掌握混凝土表面硬度变化的时间,通过现场试验确定。横缝每5m设置一道,缝深≥1/3h。
(5) 养护:采用土工布覆盖,洒水,保持土工布湿润。养生期为15天。
参照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2002)进行试块的抗折强度试验。试验结果显示,低品质粉煤灰掺量为40%的混凝土路面28d抗折强度为5.22MPa。说明本发明具有与普通混凝土路面材料相接近的力学性能指标。成本测算发现,采用本发明,单方成本为114.3元,与相同条件下普通水泥混凝土路面材料的成本相比,造价节省25.8%。
以上是本发明的较佳实施例,凡依本发明技术方案所作的改变,所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时,均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种低品质粉煤灰混凝土路面材料,其特征在于:由42.5普通硅酸盐水泥、低品质粉煤灰、粗集料、细集料和水组成;单位体积的所述低品质粉煤灰混凝土路面材料中,低品质粉煤灰占胶凝材料总重量的30%~40%。
2.根据权利要求1所述的低品质粉煤灰混凝土路面材料,其特征在于:单位体积的所述低品质粉煤灰混凝土路面材料中,各组成成分所占的重量百分数为:42.5普通硅酸盐水泥占比10%~12%,低品质粉煤灰占比5.1%~7%,粗集料占比50%~55%,细集料占比23%~26%,水占比5%~7%。
3.根据权利要求2所述的低品质粉煤灰混凝土路面材料,其特征在于:单位体积的所述低品质粉煤灰混凝土路面材料中,各组成成分所占的重量百分数为:42.5普通硅酸盐水泥占比10.3%,低品质粉煤灰占比7%,粗集料占比50%,细集料占比25.8%,水占比6.9%。
4.根据权利要求1所述的低品质粉煤灰混凝土路面材料,其特征在于:所述低品质粉煤灰为III级粉煤灰。
5.根据权利要求4所述的低品质粉煤灰混凝土路面材料,其特征在于:所述低品质粉煤灰细度为30.2%,烧失量为5.2%,需水量比为100,SO3含量为0.3%。
6.根据权利要求1所述的低品质粉煤灰混凝土路面材料,其特征在于:所述粗集料的粒径小于40mm,连续级配。
7.根据权利要求1所述的低品质粉煤灰混凝土路面材料,其特征在于:所述细集料中砂的细度模数大于2.5。
8.一种如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的低品质粉煤灰混凝土路面材料的施工方法,其特征在于:按如下步骤进行:
(1)备料:按照配合比配备各种原料;
(2)拌合:将各种原料混合,先干拌30s左右,然后加水再拌60s~80s;
(3)摊铺与振捣:浇筑摊铺,然后进行振捣,振捣棒每次移动距离不超过振捣棒有效作用半径的1.5倍,并不得大于60cm;振捣时间为15s~20s,振捣结束时应使液化表面不再冒气泡;振捣后进行整修;
(4)养护:对低品质粉煤灰混凝土路面材料进行保温保湿养护,覆盖养护期大于14天。
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