1、粉煤灰的物化性质对二灰碎石强度的影响第 15 卷第 3 期2007 年 6 月安徽建筑工业学JournalofAnhuiInstitute院(自然科学版)ofArchitectureIndustryV61.15No.3Jun.2007粉煤灰的物化性质对二灰碎石强度的影响张柳玉,余文华(安徽省安庆市公路管理局,安庆 246001)摘要:二灰碎石作为各类公路的基层和底基层已是普遍现象 .而安徽淮南地区粉煤灰资源又十分丰富.通过不同场合多次取样检测和试验室验证对比,发现采用不同比表面积的粉煤灰(按同一的配合比要求进行配比)对二灰碎石的无侧限抗压强度有明显的影响,同时消除了许多认识误区,如粉煤灰的存放
2、时间,干湿状态对二灰碎石的强度影响等.关键词:二灰碎石;比表面积;试验;无侧限抗压强度中图分类号:U416.221 文献标识码:A 文章编号:1006 4540(2007)0306704InfluenceofChemistryandPhysicsCharacteristicsofFlyashonLime-flyashStabilized-aggregatesStrengthZHANGLiuyu.YUWen-hua(AnqingHighwayAdministrationBureauofAnhuiProvince,Anqing246001,China)Abstract:Itisacommonphe
3、nomenonthatlimeflyashstabilized-aggregatesactsasthebaseandsubbaseofhighways.Huainanhasrichresourcesofflyash.Bysamplingindifferentsituationandtomparingtheresultwithindoorresult,thetextcomestoaconclusionthatflyashwithvariousspecificsurfacearea(matchingatthesamemixtureratio)hasagreatinfluenceonunconfin
4、edcompressivestrengthoflime-fly-ashstabilized-aggregatesandmeantimeclearupsomecognitivemistakes.Keywords:lime-fly-ashstabilizedaggregates;specificsurfacearea;experiment;unconfinedcompressivestrength二灰碎石作为半刚性材料,以其整体性强,承载力高,水稳性好,收缩裂缝小的优点 L1,近几年被作为高等级公路的基层和底基层,得到了广泛的应用,特别是粉煤灰较为丰富,公路与城市道路建设中采用二灰碎石作为基层和底
5、基层则更为普遍.通常认为粉煤灰的比表面积,主要化学成分含量,存放时间,干湿状态等物化性质对二灰碎石混合料强度的影响较大.为了解粉煤灰上述因素对二灰碎石强度的影响,笔者从 2003 年 6 月2006 年 6 月,历时 3 年,结合合(肥)淮(南) 公路改造工程和城市道路建设工程,抽取了淮南地区有代表性的 2 种粉煤灰(A 发电厂,B 发电厂的粉煤灰,以下简称 A 灰,B 灰)做了大量试验,取得一批有价值的数据,本文通过对这些数据以及实路铺筑现状进行分析,得出了一些结论,现供同行和专家参考.1 粉煤灰的比表面积对二灰碎石强度的影响收稿日期:2006-0111作者简介:张柳玉(1969 一),男,
6、工程师,主要研究方向为施工与管理.试验发现上述 2 家粉煤灰的比表面积相差很68 安徽建筑工业学院(自然科学版)第 15 卷大,其中 B 灰的比表面积为 40235107am/g,A 灰的比表面积为 23002980am/g.当采用相同的二灰碎石混合料配合比进行配比时,掺入不同生产地的粉煤灰所得到的二灰碎石混合料 7d 泡水无侧限抗压强度值明显不同,且差异很大.多次室内试验和实路铺筑中掺入 B灰的混合料强度值比掺入 A 灰的混合料强度值大 3 倍左右.粉煤灰的比表面积的大小影响二灰碎石混合料早期强度的形成.当混合料采用同一种配合比时,粉煤灰的比表面积大时二灰碎石混合料的强度就高,比表面积小时二
7、灰碎石混合料的强度就低.1.1 同一种石灰符合规范2 中级生石灰以上要求,实测消解生石灰钙镁含量 65 以上,并通过 5mm 方孔筛,装袋密封备用.1.2 同一批集料由 3 种规格粒径的石灰岩碎石组成,即:m石子(一 15 30mm):m瓜子片 (一 52Omm):m石屑 (d:0.0755mm) 一20:42:38.其混合集料的压碎值为 22%,组成筛分结果见表 1 所列.1.3 粉煤灰两种粉煤灰各项指标见表 2 所列,经检测均符合规范3要求 .表 1 二灰碎石级配范围表表 2 两种粉煤灰的化学组成1.4 二灰碎石混合料配合比及无侧限抗压强度试验淮南地区岩石资源丰富,碎石集料价格相对便宜,生
8、石灰价格相对较高,考虑到工程的经济效益,根据长期的施工经验,在二灰碎石混合料中集料的含量取规范中的高限,为总含量的 82,二灰含量占总量的 189,5.集料采用连续密实级配,以粗集料为骨架,细集料起填充空隙作用,二灰起胶结作用.根据二灰中生石灰和粉煤灰的不同配比(集料碎石含量相同)分别做标准击实试验,并将试件在标准养生条件下养生 6d,浸水 1d 后做 7d 龄期无侧限抗压强度试验,具体数据成果见表3 所列.表 3 石灰剂量对=灰碎石强度影响对照表粉煤灰配合比(质量分数)/() 最大干密度最佳含水量 7d 无侧限强度.名称石灰粉煤灰碎石/(g.cms)/(%) 代表值/MPa315822.06
9、38.01.43,.414822.0688.12.O4=513822.0808.32.63 箸:八 B 灰 61282;.08;.5 垂:810822.0868.93.1499822.0859.43.10345678910108822.0909.62.97 石灰剂量,(414822.0608.10.66 日513822.0708.50.77=612822.0788.60.82 箸A 灰:;.08 熏 99822.0968.91.O51I,.00?“30?-0345678910117822.1079.30.88 石灰剂量,(,第 3 期张柳玉,等:粉煤灰的物化性质对二灰碎石强度的影响 69从表
10、3 中数据可以看出,掺 B 灰的二灰碎石(无论采用何种级配) 的强度均较掺 A 灰的二灰碎石强度高得多.1.5 影响强度因素分析1.5.1 石灰剂量的影响由室内试验不同石灰剂量的二灰碎石混合料的标准无侧限抗压强度见表 3 所列,从表 3 可以看到,无论哪种粉煤灰,在二灰剂量一定时,当石灰剂量较小时,二灰碎石强度随石灰剂量的增加而提高,但是当石灰剂量达到一定剂量后,强度将不再增加,反而有降低的趋势,呈抛物线状.认为掺加的石灰中起作用的只有活性 CaO 和 MgO,其他粉状物质不起作用,只能使混合料中的细集料增加,从而影响混合料强度的提高,故一定剂量的石灰对二灰碎石混合料的强度有影响但不是主要影响
11、因素.建议在实际施工时,必须对采购的石灰严格把关,杜绝不合格的石灰进场.1.5.2 压实度的影响为了解二灰碎石的压实度对其强度的影响的大小,对集中拌和的同批二灰碎石混合料分别取用不同压实度标准做 7d 无侧限抗压强度试验,试验结果见图 1 所示.图 1 中混合料的配合比为:(石灰):( 粉煤灰):( 碎石)一 6:12:82.二灰碎石混合料的压实度与其强度呈正比增长关系,压实度愈高则强度亦愈高.此外发现提高二灰碎石混合料的压实度,可以有效地减少二灰碎石混合料的各种收缩(干缩,温缩)量,对避免或抑制二灰碎石基层收缩裂缝的产生非常有意义.因此,在二灰碎石混合料基层施工时,应充分考虑压实度的重要性,
12、不然即使二灰碎石混合料的配合比合理,室内 7d 泡水无侧限抗压强度测试值较高,仍将无法保证二灰碎石基层裂缝的发生,从而降低强度和质量.100邑 95穗 90凿7d 无侧限强度/MPa图 1 二灰碎石的压实度对其抗压强度的影响1.5.3 粉煤灰的影响由表 3 可以看出,当采用相同的二灰碎石混合料配合比时,掺人不同生产地的粉煤灰所得到的混合料 7d 泡水无侧限抗压强度值差异很大.多次试验和实路铺筑中抽提的掺人 B 灰的混合料强度值比掺人 A 灰的混合料强度值大 3 倍左右,由此可得出如下结论:粉煤灰的比表面积对二灰碎石混合料的强度形成有十分明显的影响.粉煤灰的比表面积的大小,影响二灰碎石混合料早期
13、强度的形成.当混合料采用同一种配合比时,粉煤灰的比表面积大时二灰碎石混合料的强度就高,比表面积小时二灰碎石混合料的强度就低.2 粉煤灰的存放时间,干湿状态对二灰碎石强度的影响为了确定粉煤灰在不同的存放条件下,对二灰碎石混合料的强度有何影响,分别将两种粉煤灰置于露天干处存放(不被雨淋)和浸水存放(泡在水中),定期测定粉煤灰各种成分变化以及对二灰碎石混合料的强度影响并采用不同的混合料配合比(石灰):(粉煤灰):(碎石)一 4:14:82,6:12:82,8:10:82)和不同的存放时间(14,28,60,90d)进行测试,结果如下.(1)粉煤灰的各种化学成分,烧失量,比表面积没有明显的变化.(2)
14、二灰碎石混合料的强度试验,结果见表 4所列.表 4 粉煤灰的存放时间,干湿状态对二灰碎石强度影响对照表强度 14286090B 灰A 灰4:14:822.O82.042.011.992.O61.992.O32.046:12:822.762.672.692.652.702.812.642.638:10:827d 无侧限强度 3.103.023.053.103.122.973.062.994:14:82 代表值/MPa0.720.710.660.640.680.710.650.686:12:820.820.850.800.900.780.790.830.828:10:821.051.241.071
15、.O31.11l_17l_041.O3(3)从表 4 中数据可知 ,粉煤灰的存放方式(下转第 98 页)98 安徽建筑工业学院(自然科学版)第 15 卷性约简利用 Rosetta 软件实现,实验对象为车牌数字字符集,样本是通过随机拍摄的车牌图像经字符自动分割和归一化算法获得.样本总个数为800,随机分成训练样本和测试样本两个集合.其中,训练样本 600 个,测试样本 200 个,提取小波矩特征进行分别进行数字的字符识别.提取出的小波矩特征为 24 个,利用粗糙集属性约简后的属性数为 12 个.为了验证该方法的有效性,把本文提出的方法和以下两种方法进行比较:一种是提取字符的粗网格特征,经过粗糙集
16、属性约简送入训练后的神经网络进行识别;另一种是提取字符的方向像素密度特征,同样经过粗糙集属性约简送入训练后的神经网络进行识别.表 1 列出了利用不同方法提取出的特征,送人神经网络进行识别.裘 1 采用不同特征的识别率实验结果表明,基于粗糙集的属性约简和提取字符的小波矩特征相结合的方法,有效地减少(上接第 69 页)(干,湿两种方式) 与存放时间(1490d,事实上有些粉煤灰在使用前已存放了很长时间)对二灰碎石混合料的 7d 无侧限抗压强度没有明显的影响.从而消除了人们在认为存放时间过长,潮湿粉煤灰的品质会降低的误区.3 结论(1)粉煤灰的比表面积指标的高低,严重影响二灰碎石混合料的强度,采购时
17、应尽量选用比表面积较大的粉煤灰.(2)粉煤灰的存放时间(长,短) 与存放方式(干,湿)对二灰碎石的强度几乎没有影响.(3)压实度是影响二灰碎石混合料强度的重要因素,在施工时应尽量采用重型压路机械,保证了条件属性的个数,简化了识别过程的复杂程度,并且可以得到较好的识别性能.参考文献1 李建平,张万萍.快速小波变换的加速算法J.计算机科学,2001,28,(5):107109.2 杨力华.信号处理的小波导引(第 2 版)M.北京:机械工业出版社,2002.235236.3 姜涛.基于模式识别的图像处理及其在车牌识别中的应用D.合肥 :合肥工业大学电气与自动化工程学院,2003.4 王国胤.Roug
18、h 集理论与知识获取M西安:西安交通大学出版社,2001.117141.5 吴敏.面向数字字符识别的粗糙集属性约简算法研究D.合肥:合肥工业大学电气与自动化工程学院,2005.6 闻新.Matlab 神经网络应用设计 M.北京:科学出版社,2001.274278.7MachadoOLO.UsingBooleanReasoningtoAnonymizeDatabasesJ.ArtificialIntelligenceedicine,1999,15(3):235254.二灰碎石基层有足够的压实度,从而提高二灰碎石基层的强度和质量.4 结束语因条件所限,本文仅取了有代表性的,常用的两种粉煤灰和碎石含量不变的配合比,未能采集更多种类的粉煤灰和更多的配合比作对比试验,今后将完善其他粉煤灰的研究.参考文献1 沙庆林.公路压实与压实标准M.北京:人民交通出版社,1999.2TJGBOl2003,公路工程技术标准 Is.3JTGD3O 一 2004,公路路基设计规范 Is.
