张让林 韩忠锋 /宁夏路桥工程股份有限公司

液态粉煤灰配合比设计及回填桥头台背的技术应用

张让林 韩忠锋 /宁夏路桥工程股份有限公司

桥头跳车可以说是桥头台背与台背填料在施工衔接过程中出现的一种最常见的质量通病，从其形成的机理来看，是由于桥头台背和台背填料所使用的材料有其特性上的差异，从而在外力和自重的作用下产生的不均匀沉降以及台背填料对桥头台背施加的水平推力引起桥台倾覆所形成的一种质量通病。随着人们不断的研究和探索，一直在寻求一种材料，来消除材料的不均匀沉降和减小填料对台背的水平推力，避免桥头跳车的质量通病，而液态粉煤灰就是其中之一。

液态粉煤灰；配合比设计；桥头台背；技术应用

通过研究表明：轻质型台背回填材料对桥头台背的水平推力小，与台背间的不均匀沉降也小，是台背回填的首选材料。而液态粉煤灰就是一种轻质型回填桥头台背的固化材料。依据设计文件及相关规范要求首先设计一组液态粉煤灰的施工配合比，然后对其应用及特点进行逐一的阐述。

一、液态粉煤灰配合比的设计与检测

（一） 液态粉煤灰配合比设计检测指标及参考范围

依据设计文件，液态粉煤灰配合比设计的检测指标及其技术标准如下：

水泥:粉煤灰=6%～10%:94%～90%；稠度控制在13-15s；7d抗压强度不小于0.4MPa；28d抗压强度不小于0.6MPa。

（二） 液态粉煤灰配合比设计步骤

液态粉煤灰配合比设计计算可参照《普通混凝土配合比设计手册》（JGJ 55-2011）中水泥混凝土配合比体积法设计的方法进行计算，然后通过实测液态粉煤灰混合料的表观密度对配合比进行修正。

液态粉煤灰配合比设计计算的前提有一个假定和一个确定：

假定液态粉煤灰配合比的水胶比为43%、确定液态粉煤灰配合比中水泥和粉煤灰的比例：mc:mf=6%:94%，然后参照《普通混凝土配合比设计手册》（JGJ 55-2011）中的有关条例，联立方程组进行计算，解求每方液态粉煤灰中各种材料的用量。

计算公式：

mc—计算配合比每立方米液态粉煤灰浆液中水泥用量（kg）

mf—计算配合比每立方米液态粉煤灰浆液中粉煤灰的用量（kg）

mw—计算配合比每立方米液态粉煤灰浆液中水的用量（kg）

ρc—水泥表观密度（kg/m3），可取3130 kg/m3

ρw—水密度（kg/m3），可取1000 kg/m3

ρf—粉煤灰密度（kg/m3），可取2220 kg/m3

推导过程：

计算得到 mc=69kg/m3,

即液态粉煤灰质量配合比为：

水泥:粉煤灰:水= 69:1081:495=6%:94%:43%

（三） 配合比的检测与调整

用体积法计算出每方液态粉煤灰浆液的水泥、粉煤灰、用水量后，首先进行稠度检验（设计稠度为13-15s），检测结果为14.4s，稠度符合要求，继续检测其余指标。若稠度不符合要求，则需调整原材料用量或更换原材料，重新进行设计。

液态粉煤灰浆液需检测稠度，7d、28d抗压强度等指标。该配合比设计需应选择二至三个不同的水胶比和不同胶凝材料掺配比例进行各项性能指标的检验，并对配合比设计进行优化，最终确定液态粉煤灰浆液流动性能良好、抗压强度满足设计文件要求的配合比作为施工配合比。若个别指标不符合要求，需重新设计或更换原材料重新设计。当液态粉煤灰浆液表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2%时，配合比可维持不变；当二者之差超过2%时，应对配合比中各项材料用量进行修正。

二、液态粉煤灰技术应用及特点

使用轻质型液态粉煤灰固化材料回填桥头台背在青银改扩建项目实施当属区内首次，它采用厂站集中拌和、混凝土罐车运输、现场围堰分层直接浇筑的方式进行施工。

（一）液态粉煤灰搅拌时的注意事项

液态粉煤灰施工前，标定拌和机上的计量衡器，使其允许偏差(以质量计)符合设计要求，各种材料的允许偏差分别为：水泥±2%、粉煤灰±3%、水±2%、其它掺合料±2%，并在每次拌和前检测粉煤灰的含水率，及时调整液态粉煤灰的用水量。

液态粉煤灰生产时, 每盘搅拌时间控制在不少于3min，采用强制式拌和机搅拌的液态粉煤灰其效果更好，搅拌的液态粉煤灰浆液均匀、流动性良好、便于施工。

（二）液态粉煤灰浇筑

液态粉煤灰浇筑之前，清除基坑内的废渣和浮土，与路基搭接部位开挖高一米宽两米的台阶，并与基坑基底同时夯实，然后报请监理工程师对基坑处理效果进行验收，合格后再进行液态粉煤灰的浇筑。

现场采用导流槽将液态粉煤灰浆液导入基坑，并分层浇筑，在浇筑过程中应由人工辅助刮平。

（三）液态粉煤灰浇筑完成的养生

液态粉煤灰浇筑完成初凝后，及时覆盖土工布进行养生，在养生期间严禁车辆及行人通过。液态粉煤灰在养生初期，其表面收缩严重，产生的裂缝较多，及时对裂缝用水泥浆进行填补。

（四）液态粉煤灰的质量检测

液态粉煤灰浇筑施工过程中随时抽查其稠度，每工作班抽查次数不少于 5 次，使其保持在13～15s之内；每工作班至少留取试件2组，检测7d、28d强度。

（五)液态粉煤灰的特点

1.液态粉煤灰使用的材料主要成分为火力发电厂用煤燃烧后产生的粉状灰渣，其主要成分是 SiO2、AI2O3和Fe2O3，是发电厂的废弃物之一，因此液态粉煤灰用于回填桥头台背的技术是一项变废为宝、利国利民的举措；

2.液态粉煤灰流动性好、可自然沉降达到密实状态，无需振捣和碾压，施工工艺简单、易掌握；

3.液态粉煤灰是一种轻质型回填桥头台背的固化材料，其对桥头台背的水平推力小，与桥头台背间的不均匀沉降小，在一定程度上避免桥头跳车的质量通病。

三、结束语

液态粉煤灰有其显著的施工优点，质量轻、流动性好、强度高、自密性强、无需碾压和振捣、施工操作简单易操作。当然有优点就有缺点，液态粉煤灰在初期的养护阶段，形成的裂缝较多也较大，非常不容易改善，需使用水泥浆及时进行填补。液态粉煤灰作为一种轻质型固化材料能够用于桥头台背回填，其一，液态粉煤灰对桥头台背的水平推力小，与桥头台背间的不均匀沉降小，在一定程度上避免桥头跳车的质量通病；其二，由于使用了火力发电厂用煤燃烧后产生的废弃粉状灰渣，从我们国家的发展前景来看，它符合了变废为宝、绿色环保的发展理念。因此、它引起了人们的广泛关注，从而引进到公路工程的施工当中来。

[1]《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2011）

[2]刘章强.液态粉煤灰台背回填专项施工方案.科学中国人，2015-12.

[3]韩崇生.液态粉煤灰台背回填施工技术在青银高速公路的应用.工程技术（文摘版）,2016-12