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鄭州陶粒

高強(qiáng)度陶粒在瀝青路面的應(yīng)用

陶粒的生產(chǎn)與應(yīng)用已經(jīng)在社會(huì)上去的了長(zhǎng)足的進(jìn)步，被應(yīng)用于社會(huì)的方方面面，現(xiàn)在線技術(shù)已經(jīng)將陶粒的制造領(lǐng)向高強(qiáng)度的研究方向，高強(qiáng)度的陶粒可以支撐高強(qiáng)度輕型混凝土。高強(qiáng)度輕型混凝土有哪些優(yōu)點(diǎn)呢。

自重輕：CL30以上的高強(qiáng)輕骨料混凝土的表觀密度為1600kg/m3-1950kg/m3，比相同強(qiáng)度等級(jí)的普通混凝土輕25%-30%。由于自重輕，對(duì)于大跨度的橋梁而言，恒載占有很大的比重，減輕自重可以有效地降低結(jié)構(gòu)內(nèi)力，使橋梁跨度增大，減少橋墩數(shù)量；可以減少上部結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量；降低基礎(chǔ)處理的費(fèi)用。對(duì)于地震地區(qū)的橋梁工程而言，由于地震作用和上部結(jié)構(gòu)的自重成正比，當(dāng)采用高強(qiáng)輕骨料混凝土，可顯著降低地震作用。

更高的耐久性：使用輕骨料能有效避免混凝土的堿骨料反應(yīng)問(wèn)題，使橋梁的使用壽命得以延長(zhǎng)。輕骨料混凝土還具有低滲透性，具有很好的耐磨性和抗凍融能力。根據(jù)對(duì)使用了20年的日本某些橋梁的調(diào)查表明，結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土橋梁中裂縫減少，碳化、鹽的滲透也減少，輕骨料混凝土提供了比普通混凝土更高的耐久性。針對(duì)海邊環(huán)境的許多使用超過(guò)80年的結(jié)構(gòu)輕骨料古老結(jié)構(gòu)的調(diào)查表明，驗(yàn)證了在實(shí)驗(yàn)室條件下得出的抗蝕性3。我國(guó)1976年和1980年兩次對(duì)1966年開(kāi)始先后建成的多座跨度在16.0-21.4m的輕骨料混凝土公路橋?qū)嵉卣{(diào)查，發(fā)現(xiàn)200號(hào)輕骨料混凝土經(jīng)過(guò)12年后強(qiáng)度增長(zhǎng)到400號(hào)，15年后還有增長(zhǎng)趨勢(shì)；碳化深度平均1.2-1.4mm，比同齡期普通混凝土的略低；未發(fā)現(xiàn)鋼筋銹蝕現(xiàn)象；橋面輕骨料混凝土耐磨性良好，陶粒雖然外露，但并未磨損或者凹損。輕骨料混凝土還具有很好的抗裂性。同普通混凝土相比，由于輕骨料混凝土的熱膨脹系數(shù)和彈性模量較小，使得冷縮和干縮作用引起的拉應(yīng)力相對(duì)較小，從而使輕骨料混凝土構(gòu)件的抗裂性較好，這可以改善構(gòu)件的耐久性，延長(zhǎng)構(gòu)件的使用壽命，并可以降低橋梁建成運(yùn)營(yíng)后的維護(hù)費(fèi)用。

很好的抗震性能：由于輕骨料混凝土的彈性模量低，梁體的自振周期將變長(zhǎng)，變形能力強(qiáng)，梁體破壞時(shí)可以消耗更多的變形能，因而抗震性能好。由于地震作用和上部結(jié)構(gòu)成正比，輕骨料混凝土比普通混凝土輕，地震產(chǎn)生的水平剪力低，有利于橋梁抗震。

瀝青混合料中粗集料一般采用石灰?guī)r玄武巖或輝綠巖。石灰?guī)r磨光值低，采用其鋪設(shè)的路面抗滑性能差。玄武巖磨光值較高，采用其鋪設(shè)的路面初期抗滑性能較好，但隨著集料表面被磨光，路面抗滑性能降低，而且受資源分布的影響，原料稀少且成本較高。

頁(yè)巖陶粒是以頁(yè)巖為原料，經(jīng)燒脹而成的一種人造輕集料，其毛體積密度僅為普通集料石灰?guī)r的60%左右。頁(yè)巖陶粒的內(nèi)部為細(xì)密蜂窩狀微孔結(jié)構(gòu)，外部為一層紋理粗糙耐磨的釉質(zhì)層。其多孔結(jié)構(gòu)使得頁(yè)巖陶粒具有較高的吸音系數(shù)和較低的彈性模量，不僅可以起到降噪減振的效果，而且其多孔結(jié)構(gòu)形成的紋理結(jié)構(gòu)使得路面面層具有耐磨持續(xù)抗滑的性能；頁(yè)巖陶粒的導(dǎo)熱能力差，在運(yùn)輸攤鋪和碾壓過(guò)程中降溫慢，便于瀝青混合料的施工組織；此外頁(yè)巖陶粒較普通集料潔凈，在拌合過(guò)程中產(chǎn)生的灰塵較少，比較環(huán)保。高強(qiáng)頁(yè)巖陶粒瀝青混合料在城市和高速公路中具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值，尤其是在隧道與橋面鋪設(shè)中，這種面層材料不僅具有持續(xù)抗滑減振降噪的性能，而且能減輕橋梁自重，這將有效節(jié)約工程成本。美國(guó)20世紀(jì)50年代進(jìn)行了頁(yè)若陶粒制備瀝青混合料的相關(guān)研究，并將其成功運(yùn)用于稀漿封層表面處治熱拌冷拌等路面與橋面結(jié)構(gòu)中，并形成了頁(yè)巖陶粒瀝青混合料設(shè)計(jì)手冊(cè)，試驗(yàn)表明用頁(yè)若陶粒制備的瀝青混凝土路面具有抗滑性持久對(duì)久性好行車安全和經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)于2003年采用高強(qiáng)碎石型頁(yè)巖陶粒制備了AC20I型瀝青混合料，并采用人工攤鋪，810t雙簡(jiǎn)鋼輪壓路機(jī)碾壓鋪設(shè)了10m的試驗(yàn)段。

針對(duì)瀝青混合料中各種礦料的毛體積密度相差較大的問(wèn)題提出了體積質(zhì)量轉(zhuǎn)換的礦料配合比設(shè)計(jì)方法，利用高強(qiáng)頁(yè)巖陶粒制備出了各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足施工技術(shù)規(guī)范要求且輕質(zhì)抗滑降噪的密實(shí)型瀝青混凝土。
粗集料的選擇：頁(yè)若陶粒按強(qiáng)度等級(jí)不同可分為普通陶粒與高強(qiáng)陶粒；按成型方式的不同又可分為破碎型和圓球型。普通陶粒的強(qiáng)度等級(jí)較低國(guó)球型胸粒表面光滑，與瀝青間的粘附性較差，而破碎型陶粒表面粗糙不規(guī)則，與瀝青的粘附性相對(duì)較好，因此采用900級(jí)破碎型高強(qiáng)頁(yè)巖陶粒。采用公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程中測(cè)試方法測(cè)得高強(qiáng)頁(yè)巖陶粒與普通集料（石灰?guī)r玄武巖）的基本性能。
以高強(qiáng)頁(yè)巖陶粒為主要原料，采用體積質(zhì)量轉(zhuǎn)換法設(shè)計(jì)瀝青混合料礦料配合比，制備了一種各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范設(shè)計(jì)要求的高強(qiáng)頁(yè)巖陶粒瀝青混合料，并成功應(yīng)用于路面工程。高強(qiáng)頁(yè)巖陶粒瀝青混合料路面具有輕質(zhì)抗滑與降噪的特點(diǎn)，其毛體積相對(duì)密度為1.97，是普通瀝責(zé)混合料的75%；路面初始摩擦系數(shù)擺值為64BPN，行車2年之后路面摩擦系數(shù)擺值為60BPN；路面噪音指標(biāo)較普通瀝青混合料路面降低了3dB。

所以各種實(shí)驗(yàn)表明使用陶粒作為瀝青路面的原料，可以使路面在某些方面得到提升，這一研究成果正在慢慢步入實(shí)際使用中。

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