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。
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
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
4 高钙粉煤灰与粉煤灰混合料的水稳定性
高钙粉煤灰与粉煤灰混合料的水稳定性由干湿循环试验确定。即将试件标准养生28天（包括饱水24小时），自然风干48小时，然后饱水24小时，经过5次干湿循环后测定试件的残余强度，并与正常养生43天的对比试件的强度相比较，其比值称为水稳系数。干湿循环试验结果详见表5。试验结果表明，各配比的高钙粉煤灰与粉煤灰混合料的水稳定系数均大于100%，即经干湿循环后试件强度反而提高，可见，高钙粉煤灰与粉煤灰混合料具有良好的水稳定性。干湿循环后试件的强度反而升高的主要原因是高钙粉煤灰与粉煤灰混合料的强度形成过程中，需要大量水的参与，循环过程中试件在水中的反复浸泡，有利于促进混合料中化学反应的进行。因此，应用高钙粉煤灰与粉煤灰混合料修筑公路基层时，一定要保证及时洒水养生，以利于其强度的形成。
表5 高钙粉煤灰与粉煤灰混合料的水稳定性（压实度为95%）
配 合 比
干湿循环后
对比试件
水稳定系数(%)
R(MPa)
Cv(%)
R(MPa)
Cv(%)
20:80
1.510
7.9
1.437
7.5
105
25:75
2.148
6.5
1.853
7.2
116
30:70
2.469
8.4
2.150
8.0
115