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【摘 要】粉煤灰是煤粉经高温燃烧后形成的一种似火山灰质混合材料，粉煤灰混凝土是指配制混凝土混合料时将粉煤灰作为一种组分加入搅拌机配制而成的混凝土。在水下混凝土中掺加粉煤灰节约了大量的水泥，减少了用水量，改善了混凝土拌和物的和易性，增强混凝土的可泵性。
【关键词】粉煤灰；水下混凝土；桩基础
1.引言
粉煤灰的科技名词定义：从燃煤火力发电厂的烟道中用吸尘器收集的粉尘。粉煤灰是燃烧煤的发电厂将煤磨成100微米以下的煤粉，用预热空气喷入炉膛成悬浮状态经高温燃烧后形成的一种似火山灰质混合材料。
粉煤灰混凝土是指掺加粉煤灰的混凝土，包括用水泥厂生产中掺粉煤灰的硅酸盐水泥制备的混凝土。通常所讲的粉煤灰混凝土是指配制混凝土混合料时将粉煤灰作为一种组分加入搅拌机配制而成的混凝土。
2011年在广东省清远市阳山县阳山大桥改建工程中，我们进行桩基础水下混凝土中掺加粉煤灰的试验和施工，取得了较为满意的结果。
2.大桥桩基础施工情况
2.1阳山大桥概况
阳山大桥位于清远市阳山县县城中轴线阳山大道，跨越小北江航道，是拆除旧阳山大桥，在原址新建一座桥梁。该大桥影响县城10多万人的出行，施工工期18个月，开工时为2011年1月。
2.2桩基础情况
大桥共有48根桩基础，为钻孔灌注桩，桩径1.8m，桩长25～50 m，按端承桩进行设计，桩底嵌入微风化岩不小于1.5D（桩径）米。如遇溶洞，则选择穿越，并保证基下完整微风化岩持力层厚度不小于3D（桩径）米。
大桥地质情况显示，大多桩基位置都有溶洞，有部分溶洞为连续溶洞和10多m的较大溶洞。
2.3桩基础施工难点
桩基础施工存在较长桩长和多溶洞桩基灌注时易出现的断桩、卡管、混凝土离析等情况。施工工期较紧，1月份进场拆除旧桥，2月份开始进行施工，小北江在4月份起开始为洪水多发季节，必须在4月份完成水下桩基础施工。
3.粉煤灰对水下混凝土施工性能的影响
掺加粉煤灰可以改变混凝土和易性，增加混凝土粘性，减少离析与泌水，降低由于水化热带来的混凝土温度升高，同时，也可以节省水泥的用量。
3.1 和易性
粉煤粉混凝土中胶凝物质——水泥和粉煤灰数量要比水泥混凝土多。粉煤灰比重较轻，同样重量粉煤灰的体积大于水泥的体积，胶凝材料的浆体体积增加将使混凝土有较好的塑性和较好的粘性，粉煤灰的球形颗粒将有利于混凝土的流动性能，这些有助于改善混凝土的和易性。
3.2 泌水
掺和粉煤灰会减少混凝土的泌水，粉煤灰含有较多的微细颗粒，有助于截断混凝土内泌水通道。
3.3 改善泵送性能
粉煤灰与水泥细度相近或比水泥还细，粘聚性强，提高了抗离析能力，提高了混凝土的稳定性，保持混凝土可泵性和匀质性。掺和粉煤灰的混凝土坍落度损失小，凝结时间延长，从而延长了允许的运送时间和运送距离，扩大了泵送混凝土应用范围，不仅改变混凝土的泵送性能，桩基施工中减少混凝土在高长导管的离析。
4.水下混凝土的材料要求
4.1粉煤灰
选用国标二级，适用于配制泵送混凝土、大体积混凝土、抗渗结构混凝土、抗硫酸盐混凝土和抗软水侵蚀混凝土及地下、水下工程混凝土、压浆混凝土和碾压混凝土。（其技术要求见表1）
表1 国标二级粉煤灰物理性能
4.2碎石
为了确保混凝土和易性和泵送性能，粗集料采用10～30 ㎜的碎石。（其技术要求见表2和表3）
4.3砂
细集料采用当地河砂，其细度模数为2.37-3.2，属中砂或粗砂（其技术要求见表4和表5）
4.4水
采用天然无污染水或饮用水。
4.5水泥
经抽样检验采用台泥（英德）水泥有限公司生产的P.042.5R水泥。（其技术要求见表6）
4.6外加剂
采用广州市新科化学建材有限公司生产的：H-FDN300型缓凝高效减水剂，掺量为胶凝材料总量的1.8%，其减水率为18%。
5.水下混凝土配合比
5.1确定混凝土配制强度（fcu，o）
fcu，o= fcu，k+1.645σ=30+1.645×5=38 .22MPa。
5.2试配不同配合比
根据设计强度和使用性能，按掺加粉煤灰和不掺加试配不同配合比
表7 配合比试配结果
6.施工效果检查
6.1施工性能
桩基础水下混凝土浇筑施工中，使用掺加粉煤灰的水下混凝土在搅拌车运输中和桩基础灌桩施工中，都体现出比普通水下混凝土较好的工作性能。在較长桩长和多溶洞桩基施工中有良好工作性能水下混凝土，可有效减少桩基灌注易出现的断桩、卡管、混凝土离析等情况。
6.2 施工质量检查
阳山大桥对全桥的桩基础进行检测，全部达到二类桩以上，其中一类桩超过85%以上。桩基础抽芯检测显示，混凝土胶结较好，无明显的蜂窝、离析情况，强度稳定，质量情况良好。
7.经济与社会效益
7.1经济效益
从掺加粉煤灰的水下混凝土和普通水下混凝土的配合比显示，达到相同水下混凝土工作性能的情况下，掺加粉煤灰水下混凝土比普通水下混凝土节省水泥用量。同时，掺加的粉煤灰比相同用量的水泥价格便宜1/3，经济效益明显。
7.2社会效益
掺加粉煤灰的水下混凝土在阳山大桥桩基础施工中，保证了工程质量，加快了施工进度，使大桥的水下结构在洪水期前完成施工，保证了工期。利用粉煤灰可以取代水泥、节约能源以及减少环境污染的问题。
参考文献：
[1]行业标准.公路工程水泥及水泥混凝土试验规程.北京：人民交通出版社，2005，17
[2]行业标准.公路工程集料试验规程.北京：人民交通出版社，2005，8
[3]行业标准.普通混凝土配合比设计规程.北京：中国建筑工业出版社，2011，7
[4]行业标准.粉煤灰混凝土应用技术规范.北京： 1990，12
【关键词】粉煤灰；水下混凝土；桩基础
1.引言
粉煤灰的科技名词定义：从燃煤火力发电厂的烟道中用吸尘器收集的粉尘。粉煤灰是燃烧煤的发电厂将煤磨成100微米以下的煤粉，用预热空气喷入炉膛成悬浮状态经高温燃烧后形成的一种似火山灰质混合材料。
粉煤灰混凝土是指掺加粉煤灰的混凝土，包括用水泥厂生产中掺粉煤灰的硅酸盐水泥制备的混凝土。通常所讲的粉煤灰混凝土是指配制混凝土混合料时将粉煤灰作为一种组分加入搅拌机配制而成的混凝土。
2011年在广东省清远市阳山县阳山大桥改建工程中，我们进行桩基础水下混凝土中掺加粉煤灰的试验和施工，取得了较为满意的结果。
2.大桥桩基础施工情况
2.1阳山大桥概况
阳山大桥位于清远市阳山县县城中轴线阳山大道，跨越小北江航道，是拆除旧阳山大桥，在原址新建一座桥梁。该大桥影响县城10多万人的出行，施工工期18个月，开工时为2011年1月。
2.2桩基础情况
大桥共有48根桩基础，为钻孔灌注桩，桩径1.8m，桩长25～50 m，按端承桩进行设计，桩底嵌入微风化岩不小于1.5D（桩径）米。如遇溶洞，则选择穿越，并保证基下完整微风化岩持力层厚度不小于3D（桩径）米。
大桥地质情况显示，大多桩基位置都有溶洞，有部分溶洞为连续溶洞和10多m的较大溶洞。
2.3桩基础施工难点
桩基础施工存在较长桩长和多溶洞桩基灌注时易出现的断桩、卡管、混凝土离析等情况。施工工期较紧，1月份进场拆除旧桥，2月份开始进行施工，小北江在4月份起开始为洪水多发季节，必须在4月份完成水下桩基础施工。
3.粉煤灰对水下混凝土施工性能的影响
掺加粉煤灰可以改变混凝土和易性，增加混凝土粘性，减少离析与泌水，降低由于水化热带来的混凝土温度升高，同时，也可以节省水泥的用量。
3.1 和易性
粉煤粉混凝土中胶凝物质——水泥和粉煤灰数量要比水泥混凝土多。粉煤灰比重较轻，同样重量粉煤灰的体积大于水泥的体积，胶凝材料的浆体体积增加将使混凝土有较好的塑性和较好的粘性，粉煤灰的球形颗粒将有利于混凝土的流动性能，这些有助于改善混凝土的和易性。
3.2 泌水
掺和粉煤灰会减少混凝土的泌水，粉煤灰含有较多的微细颗粒，有助于截断混凝土内泌水通道。
3.3 改善泵送性能
粉煤灰与水泥细度相近或比水泥还细，粘聚性强，提高了抗离析能力，提高了混凝土的稳定性，保持混凝土可泵性和匀质性。掺和粉煤灰的混凝土坍落度损失小，凝结时间延长，从而延长了允许的运送时间和运送距离，扩大了泵送混凝土应用范围，不仅改变混凝土的泵送性能，桩基施工中减少混凝土在高长导管的离析。
4.水下混凝土的材料要求
4.1粉煤灰
选用国标二级，适用于配制泵送混凝土、大体积混凝土、抗渗结构混凝土、抗硫酸盐混凝土和抗软水侵蚀混凝土及地下、水下工程混凝土、压浆混凝土和碾压混凝土。（其技术要求见表1）
表1 国标二级粉煤灰物理性能
4.2碎石
为了确保混凝土和易性和泵送性能，粗集料采用10～30 ㎜的碎石。（其技术要求见表2和表3）
4.3砂
细集料采用当地河砂，其细度模数为2.37-3.2，属中砂或粗砂（其技术要求见表4和表5）
4.4水
采用天然无污染水或饮用水。
4.5水泥
经抽样检验采用台泥（英德）水泥有限公司生产的P.042.5R水泥。（其技术要求见表6）
4.6外加剂
采用广州市新科化学建材有限公司生产的：H-FDN300型缓凝高效减水剂，掺量为胶凝材料总量的1.8%，其减水率为18%。
5.水下混凝土配合比
5.1确定混凝土配制强度（fcu，o）
fcu，o= fcu，k+1.645σ=30+1.645×5=38 .22MPa。
5.2试配不同配合比
根据设计强度和使用性能，按掺加粉煤灰和不掺加试配不同配合比
表7 配合比试配结果
6.施工效果检查
6.1施工性能
桩基础水下混凝土浇筑施工中，使用掺加粉煤灰的水下混凝土在搅拌车运输中和桩基础灌桩施工中，都体现出比普通水下混凝土较好的工作性能。在較长桩长和多溶洞桩基施工中有良好工作性能水下混凝土，可有效减少桩基灌注易出现的断桩、卡管、混凝土离析等情况。
6.2 施工质量检查
阳山大桥对全桥的桩基础进行检测，全部达到二类桩以上，其中一类桩超过85%以上。桩基础抽芯检测显示，混凝土胶结较好，无明显的蜂窝、离析情况，强度稳定，质量情况良好。
7.经济与社会效益
7.1经济效益
从掺加粉煤灰的水下混凝土和普通水下混凝土的配合比显示，达到相同水下混凝土工作性能的情况下，掺加粉煤灰水下混凝土比普通水下混凝土节省水泥用量。同时，掺加的粉煤灰比相同用量的水泥价格便宜1/3，经济效益明显。
7.2社会效益
掺加粉煤灰的水下混凝土在阳山大桥桩基础施工中，保证了工程质量，加快了施工进度，使大桥的水下结构在洪水期前完成施工，保证了工期。利用粉煤灰可以取代水泥、节约能源以及减少环境污染的问题。
参考文献：
[1]行业标准.公路工程水泥及水泥混凝土试验规程.北京：人民交通出版社，2005，17
[2]行业标准.公路工程集料试验规程.北京：人民交通出版社，2005，8
[3]行业标准.普通混凝土配合比设计规程.北京：中国建筑工业出版社，2011，7
[4]行业标准.粉煤灰混凝土应用技术规范.北京： 1990，12