高掺量粉煤灰混凝土在高等级公路的研究和应用报告案例

全文查新报告案例下面的案例选自科技查新手册 （谢新洲 滕跃主编，科学技术文献出版社，2004 年），分别由交通部科技信息研究所,机械工业信息研究院,北京大学,华东电力试验研究院,浙江大学提供，供参考。案例 1：高掺量粉煤灰 混凝土在高等级公路的研究和应用案例 2：制造业企业电子商务系统案例 3：热电直接转换技术机理研究案例 4：冰箱节能阀的研究案例 5：消弧线圈自动调整系统案例 1报告编号：科 技 查 新 报 告项目名称：高掺量粉煤灰混凝土在高等级公路的研究和应用委 托 人： 委托日期： 年 月 日查新机构（盖章）： 查新完成日期： 年 月 日中 华 人 民 共 和 国 科 学 技 术 部二年制表中文：高掺量粉煤灰混凝土在高等级公路的研究和应用查新项目名 称 英文： 名 称通信地址 邮政编码负 责 人 电 话 传 真联 系 人 电 话查新机构电子信箱一查新目的科技成果鉴定二查新项目的科学技术要点该课题针对安徽省粉煤灰量十分丰富，水泥混凝土路面施工、设计、监理技术较为成熟的情况，研制了有广泛应用前景的新型高性能混凝土高掺量粉煤灰混凝土。在传统的粉煤灰路用混凝土中，粉煤灰的掺量一般不超过水泥用量的 30%，使粉煤灰在混凝土施工中，一直只是添加或者替代，其性能得不到充分的发挥。在该项目中，粉煤灰作为混凝土材料中的另一种组分加入，掺量以 30%为起点，最大掺量达到水泥用量的50%，使粉煤灰用量大大增加，且强度等各项技术指标有明显提高。该课题系统地研究了高掺量粉煤灰混凝土的应用可行性、配合比设计方法及其路用性能：1选用优质粉煤灰（级，安徽地区贮量很大）掺入路面混凝土配合比作为一种组分，其掺量可达 50%，称之为“高掺量粉煤灰混凝土” 。2高掺量粉煤灰混凝土后期优势明显，一年龄期后强度超出普通混凝土 40%，提高了路面使用寿命。3高掺量粉煤灰可节约水泥 20%以上，经济效益显著。综上所述，因为粉煤灰混凝土的大量使用，减少环境污染，保护土地，降低造价，其综合效益显著，应用前景非常广阔。三查新点与查新要求查新点： 1粉煤灰混凝土配合比设计采用石子用量法（捣实干容重经验法）代替传统方法，操作简单实用，易于推广；2掺入级粉煤灰最大掺量可达 50%，减少水泥用量 20%，一年期强度明显增长，超设计强度 40%以上。查新要求：1在所查范围内，国内外有无相同或类似研究。2根据检索结果针对查新点作出对比性结论。四文献检索范围及检索策略 检索词：中文：高掺量，粉煤灰，公路，路面，混凝土，强度，配合比英文：high admixture, fly ash, highway, pavement, concrete, strength, proportioning 检索式：粉煤灰 * 公路路面 * 混凝土 * 配合比high admixture * fly ash * highwayfly ash * highwaypavement * concrete * pro-portioning文献检索范围：1中国重大科技成果库（STAC） 1986-2中文科技期刊篇名库（PSTJP） 1989-3中国科技论文与引文数据库（CSTPC） 1989-4中国学术会议论文数据库（CACP） 1986-5中国学位论文数据库（CACP） 1986-6中国科技成果数据库(CSTD) 1986-7适用技术成果库（CSTAD） 1986-8中国科技文献数据库（CSTDB） 1980-9公路运输文摘 1988-10IRRD 数据库 1990-11NTIS 数据库 1988-12Transport 数据库 1988-13交通科技成果 1985-14现刊、图书、资料 1985-五检索结果1. 曹诚,孙伟,秦鸿根.高掺量粉煤灰碾压混凝土路用力学性能的研究.中国公路学报, 2000(1):1-5文献 1 介绍了高掺量路用粉煤灰碾压混凝土的原材料、配合比设计及试验方法。试验所用粉煤灰为级干排灰，粗、细集料为砂、石粉煤灰以超量取代法掺入，最高掺入量达到 63%，配合比工作性采用马歇尔南实法评定稠度。文章还对粉煤灰掺量50%和50%时高掺量粉煤灰混凝土的强度特点进行了分析。2. 林有贵,王淑英.高掺量湿排粉煤灰碾压混凝土沥青罩面路面应用技术研究.华东公路,2000(2):22-25,26文献 2 对湿排粉煤灰掺用量达 40%的碾压混凝土的路用性能进行了研究，其配合比设计采用正交设计法。3. 蔡跃波,林宝玉,戴贤凯等.高掺量粉煤灰混凝土在公路工程中的应用研究.公路, 2000(1):40-45文献 3 介绍了在大体积混凝土中粉煤灰传统掺入量一般为 15%-30%。在所研究的高掺量粉煤灰混凝土采用了宁波北仑电厂级粉煤灰，掺量为 50%，其集料为中粗河砂、二级配碎石，配合比：水泥：粉煤灰：砂：石为 1:1:3:87:6.89，但该研究没有对配合比设计方法进行论述。研究成果已经应用于宁波某二级公路路面工程。本文献还论述了美、英、加等国开展掺量达 55%以上高掺量粉煤灰混凝土研究与应用的情况。4. 蔡喜棉,朱立国,游国兰.掺粉煤灰水泥混凝土的力学性能.华东公路, 2000(5):34-38文献 4 报道了掺加华能电厂的细灰（级灰）和高桥化工厂粗灰（级灰）的粉煤灰的力学性能和工程应用室内外试验研究，实验掺灰量最大达 25%，砂率 33%，配合比设计采用超量取代法和正交设计试验方法。5. 秦鸿根,孙伟,刘加平.碾压粉煤灰混凝土路用性能与机理分析.粉煤灰综合利用, 1998(1):26-29文献 5 所研究的路用粉煤灰混凝土配合比设计采用理论公式法，进行性能试验时粉煤灰掺量采用了 0、15%、30%、45%等比率。6. 康伍常,史千,王刚.高掺量增钙粉煤灰混凝土基本力学性能研究.混凝土, 1993(6):14-16文献 6 对粉煤灰掺量达 70%的混凝土的基本力学性能研究进行了报道，实例是用此种混凝土做预制砼空心板。7. 申杰.掺粉煤灰混凝土在高等级公路路面工程中的应用研究.西北公路, 2001(2):15-17,51文献 7 报道了广西某高速成公路开展粉煤灰混凝土应用试验研究的情况：采用湛江电厂粉煤灰，其比率为 10%、20%、30%，集料为碎石和砂，比率为 32.5%-34%（kg/m 3 ） 。8. 张瑞婷译.高掺量粉煤灰混凝土的应用.山西交通科技,1993(4):27-28文献 8 阐述了高掺量混凝土在英国 M25 快速干道路面中使用时，粉煤灰含量达 50%。认为在结构混凝土中，粉煤灰的掺量要视其用途、和易性情况来定，掺量从 40%-60%不等。9. 覃维祖.粉煤灰在路面混凝土中的应用.粉煤灰,2000(6):16-20文献 9 对国内外粉煤灰应用于路面混凝土的情况有较详细的介绍：在英国，以粉煤灰：水泥为 75:25（体积比）的混合胶结料用于路面工程；美国多年来在水泥路面施工中，通常掺有 10%-20%的粉煤灰，也曾将粉煤灰占 40%、50%和 60%的胶结料用于路面工程混凝土，还设计和施工了一知混凝土中掺 70%高钙粉煤灰的道路；澳大利亚道路基层与路面广泛应用粉煤灰混凝土，其粉煤灰含量达到 75%。国内 80 年代末，南宁-北海的公路采用粉煤灰掺量达 46%的混凝土；广东、江苏、河北等地在各种公路施工中采用了 15%-30%不同粉煤灰掺量的混凝土。本文还详述了掺粉煤灰路面混凝土的性能，但没有其配合比设计的方法介绍。10. Bilodeau A,Malhotra VM. Concrete Incorporating High Volumes of ASTM Class F Fly Ashes:Mechanical Properties and Resistance to Deicing Salt Scaling and to Chloride-ion Penetration.ACI Special Publication,Sp132-19,1992文献 10 是关于粉煤灰混凝土耐磨性研究的报道，报道了掺 58%的粉煤灰混凝土的力学性能与普通混凝土的比较研究。11. Bucea L,Cao HT,Sirivivatnanon V. Durability Properties of High Volume Fly Ash Con-cretes. National Symposium on the Use of Recycled Materials in Engineering Construc-tion,1996,Sydney,New South Wales, Australia,1996:p141-146文献 11 报道了高掺量粉煤灰混凝土的耐久性研究。结构混凝土中粉煤灰掺入量是30%-70%，但没有路用性能的分析。12. Wesche K, Bijen J,Skalny JP,Vazquez E. Fly Ash in Concrete: Properties and Perfor-mance. Chapter 4. Other Uses of Fly Ash.Rilem Report,1991(7):p160-178文献 12 介绍了粉煤灰在混凝土和其他建筑材料中的应用，掺入粉煤灰的混凝土忆经广泛应用于路面。13. Dou Xinyuan,Sun Zhming. Vibro-Roller Compacted Concrete Pavement. Selected Papers on Highway and Transportation Research, 1989.1990:p8-17文献 13 在讨论混凝土路面振压实技术时，介绍了路用粉煤灰混凝土的试验结果：粉煤灰掺入量为 30%时，其路用性能有所改善，其性能指标包括弹性模数、收缩、反射裂缝、磨损阻力、渗透性、冻融阻力等。14. Tangtermsirikul S, Aoyagi Y. Mix Proportioning and Properties of Roller-Compacted Con-crete Pavement Using Lignite Fly Ash.Conference Title:High-Performance Concrete:Design and Materials and Recent Advances in Concrete Technology. Proceedings of Third Canmet/ACI INTERNATIONAL conference.Location:Kuala Lumpur, Malaysia.Sponsored by: American Concrete InstituteHeld:1997000019970000,1997:P769-784文献 14 报道了碾压压实混凝土路面修筑技术的发展。所用混凝土掺入了秦国褐煤粉煤灰，其配合比方法依据泥浆量和总孔隙量之比。试验指标有各种粉煤灰掺入率、总胶结料比率及泥浆量等。15. Li Shiqi, Niu Kaimin. The Feature of Proportioning of Concrete for Full-depth Rolled Compacted Concrete(RCC)Pavement. China Journal of Highway and Transport,1996,9(3):p7-13文献 15 论述了全厚式碾压压实混凝土路面混凝土配合比的特点，具体内容涉及设计指标、稠浓度试验方法、粗集料的最大粒径、粗细集料的等级范围、水和水泥量以及添加剂和粉煤灰掺入技术等。16. Halstead WJ. Overview of the Use of Fly Ash Concrete in Highway Construction.Trans-portation Research Record,1990;P95-98文献 16 介绍了公路和其他运输设施建设时，使用掺粉煤灰的水硬性水泥混凝土的时机和关系。早期的粉煤灰混凝土有少量气泡，不同品质粉煤灰，造成混凝土质量的差异。粉煤灰混凝土的合理配合比设计基础是性能特征。六查新结论将国内外相关文献检索结果与本委托项目查新点进行比较，得出结论如下：1.路用混凝土粉煤灰掺入量：大体积混凝土中粉煤灰传统掺入量一般为 15%-30%。20世纪 80 年代中期开始，混凝土技术较先进的美、英、加等国对掺入量达 55%以上的高掺量粉煤灰混凝土进行研究与应用见文献 3，4，7，9，11。迄今，路用混凝土粉煤灰最大掺入量已达 75%，但是没有叙述其所应用的粉煤灰等级，粉煤灰均以高钙粉煤灰为主见文献9。 国内在同类研究中，粉煤灰最高掺量达到 63%，但所用粉煤灰是级干排灰，应用实例主要以二级路面碾压混凝土为主见文献 1。由此可知，国内外相关研究中，路用混凝土粉煤灰掺入量的范围较广泛，从 15%-75%都有研究应用，所用灰的品质不尽相同，但国内高掺量粉煤灰应用于高等级公路混凝土路面中较少，且一年期后强度增长指标达到 40%以上者鲜见报道。2.粉煤灰混凝土配合比设计方法通常采用马歇尔法、正匀设计法等见文献 4，5，未见采用石子用量法进行配合比设计的报道。本委托项目的特点是：在高等级公路路面结构中第一次采用石用量法进行粉煤灰混凝土的配合比设计。掺加 50%粉煤灰后，一年期强度超出设计强度 40%以上。查新员（签