高钙粉煤灰与粉煤灰混合料的路用性能研究

摘要：本文从高钙粉煤灰与粉煤灰混合料的化学成分入手，阐述了高钙粉煤灰与粉煤灰混合料的强度形成机理。根据《公路无机结合料稳定材料试验规程》的相关试验方法，对高钙粉煤灰与粉煤灰混合料的强度、模量、水稳定性等路用技术性能进行了系统的试验研究，并分析了其强度的影响因素。试验结果表明，高钙粉煤灰与粉煤灰混合料具有较高的强度、模量和较好的水稳定性，其各项技术性能满足现行规范的要求，可以作为各级公路的底基层或基层材料。

关键词：高钙粉煤灰 粉煤灰 基层 试验研究 强度

1 引言

粉煤灰是火力发电厂的一种工业废弃物，是磨细的煤粉燃烧后从烟道排出的废渣，俗称“飞灰”。当发电厂采用立式旋风炉时，需要在燃煤中加入一定比例的石灰石（一般为8～10%），共同磨细后喷入炉膛高温燃烧，炉渣呈融熔状态由炉底排出，而炉中排出的飞灰即为高钙粉煤灰，它是CaO含量较高的粉煤灰。全国电厂每年都要排出大量的粉煤灰和高钙粉煤灰，各大城市电厂中均有很大的储量，其堆放占用了大量的土地资源。将这些粉煤灰废弃物利用起来，修筑道路，不仅可以为道路建设提供建筑材料，减少取土毁地面积，还能减少工业废料的堆放占地面积及对环境的污染，有利于环保。具有很大的经济效益和社会效益。目前，工程中多以石灰、水泥等与普通粉煤灰的混合料来作为公路的（底）基层材料，本文介绍高钙粉煤灰与粉煤灰混合料的主要路用技术性能。

2 原材料性质

粉煤灰主要由玻璃质（非晶质）的空心球状颗粒组成，其玻璃质含量占71%～88%。为了防止粉煤灰在空气中扬尘，往往向干灰堆浇水或将粉煤灰排放在水池中，含水量较大，另外粉煤灰特有的结构不但使颗粒之间可以充水，而且颗粒本身的空洞含水，故粉煤灰的含水量变化幅度较大，一般为18%～87%。但其自身无持水能力，在空气中很快风干。粉煤灰的玻璃质中空结构使得粉煤灰材料结构疏松，干容重较小（6.1～11.9kN/m3）。粉煤灰内聚力c值很小，自身难以成型。

高钙粉煤灰的CaO含量较高，与普通粉煤灰同属CaO-Al2O3-SiO2-H2O系统，其活性较高，遇水有自硬性，可以作为一种无机结合料使用。高钙粉煤灰与粉煤灰的主要化学成分如表1所示。

表1 高钙粉煤灰与粉煤灰的化学成分（%）

主要成分

粉煤灰种类

Fe2O3

Al2O3

SiO2

CaO

烧失量

其它

普通粉煤灰

6.59

32.73

48.81

3.87

5.92

2.08

高钙粉煤灰

5.51

21.26

35.92

19.51

12.17

5.63