江苏省固化粉煤灰技术规程(J12357-2013)

江苏省工程建设推荐性技术规程 固化粉煤灰应用技术规程 TECHNICAL SPECIFICATIONG  FOR  SOLIDIFIED FLY ASH 前  言 为了指导固化粉煤灰在工程中应用，固化粉煤灰、施工和验收，主编单位经广泛调查研究，认真总结相关科研成果和大量实践经验的基础上，制定本规程。 本规程的主要技术内容是：1. 总则；2. 术语；3. 固化粉煤灰物理力学性能；4. 固化粉煤灰设计；5. 固化粉煤灰施工；6. 检验；附录A 试验方法。 本规程由江苏省工程建设标准站负责管理。有关规程条文的疑问可咨询江苏镇江建科建筑科学研究有限公司（地址：镇江市檀山路8号，网址：www.zjjky.com，邮编：212004）。各单位在实施本规程过中，如有意见与建议，请反馈至江苏省建设标准站（地址：南京市虎踞北路12号综合楼南三楼，邮编：210013）。 主编单位：江苏镇江建科建筑科学研究院有限公司  镇江市城市干道工程建设办公室      主编人员： 伊立 艾永道 李少龙 傅国才 陆小军 轩元 凌和平 顾金福 宋坤兵 冯章保 目  次 1.  总  则 2.  术  语 与 符 号 3. 固化粉煤灰物理力学性能 3.1固化粉煤灰中的材料要求 3.2 物理力学性能指标 4.  固化粉煤灰设计 4.1固化粉煤灰设计指标的选用 4.2设计验算 4.3配合比设计 5.  固化粉煤灰施工 5.1固化粉煤灰的施工流程 5.2施工准备 5.3固化粉煤灰混合料配料计量 5.4拌 和 5.5成型 5.6 施工缝处理 5.7高地下水位与雨季施工 5.8冬季施工 5.9养  护 5.10提高早期强度措施 5.11表面裂缝处置及措施 6. 施工验收标准 6.1主控项目 6.2一般项目 7.  附  件 附录A：  试验方法 附录B：  本规程用词说明 1　 总  则 1.0.1为适应工程建设发展的需要，贯彻执行国家有关技术经济政策，规模化使用粉煤灰，提高工业废料在建设工程中的利用水平和应用水平，保证工程质量，特制定本规程。 1.0.2本规程适用于工业与民用建筑、市政道路、桥梁工程的固化粉煤灰设计、施工及验收。交通及其它工程可参照本规程使用。 1.0.3固化粉煤灰的应用除应符合本规程外，尚应符合国家、行业及江苏省现行有关标准的规定。 2　术  语 与 符 号 2.0.1粉煤灰(Fly Ash) 电厂煤粉炉烟道气体中收集的粉末称为粉煤灰 2.0.2固化剂(Curing Agent) 是由改性活性硅化物、调凝剂、高分子激发剂和凝结剂等到材料复合而成，掺在粉煤灰中，能激发并和粉煤灰反应使粉煤灰快速增强固结而产生强度的材料。 2.0.3 固化粉煤灰（Solidified Fly Ash） 粉煤灰通过掺加固化剂激发活性，拌合均匀并振捣或碾压成型而形成的一种新型水硬性建筑材料。 2.0.4 CBR值 试验材料贯入2.5MM（5.0MM）时产生的单位压力与标准材料也贯入2.5MM(5.0MM)的单位压力7.0MPA(10.5MPA)的比值,以百分率计。 3. 固化粉煤灰物理力学性能  3.1固化粉煤灰中的材料要求 3.1.1粉煤灰 新排放或陈年堆积的粉煤灰均可使用，相关指标应符合表3.1.1的规定。 表3.1.1  粉煤灰的品质指标 项 目 指 标（%） SiO2+Al2O3含量 ≥75 烧失量 ≤10 细度（0.9mm筛余） ≤15     3.1.2固化剂 灰白色（或微黄）粉状固体，含水率小于等于1%，堆积密度900-1000kg/m3，力学性能满足表3.1.2中规定。 基准配合比 性 能 固化剂（kg） 粉煤灰（干）（kg） 水（kg） 无侧限抗压强度 （ MPa） 抗剪性能 50 1000 450 7d 28d 90d C（kPa） ф（°） 7d 28d 7d 28d ≥0.30 ≥0.50 ≥0.75 ≥35.0 ≥40.0 ≥25.0 ≥30.0                     表3.1.2  固化剂的性能 3.1.3水 符合国家现行标准《混凝土用水标准》JGJ63的规定。 3.2物理力学性能指标 3.2.1　固化粉煤灰的最佳含水量和最大干密度 1　振捣方法成型的固化粉煤灰，通过试验，以无侧限抗压强度为标准确定其拌和的最佳含水量和最大干密度。 2　采用碾压（击实）方法成型的固化粉煤灰，应通过标准击实试验确定其最佳含水量和最大干密度。碾压（击实）方法成型的固化粉煤灰的干密度略大于振捣成型的固化粉煤灰。 3.2.2　固化粉煤灰的无侧限抗压强度 1　固化粉煤灰的无侧限抗压强度与固化剂的掺量和龄期以及成型方式有关。固化剂的掺量越大，其无侧限抗压强度越高；无侧限抗压强度随龄期的增长而提高；采用碾压（击实）方法成型的固化粉煤灰与采用振捣方法成型的固化粉煤灰相比，其无侧限抗压强度略高。 2　不同固化剂含量（质量比5%～9%）、不同龄期和采用不同方法成型的固化粉煤灰的无侧限抗压强度参考值见表3.2.2-1和表3.2.2-2。 表3 .2.2-1碾压（击实）成型的固化粉煤灰强度参考值 配合比 抗压强度（MPa） 固化剂（kg） 粉煤灰（干）（kg） 水（kg） 7d 28d 5.0 100 27.0 0.40 0.55 6.0 100 27.0 0.50 0.85 7.0 100 28.0 0.60 1.10 8.0 100 28.0 0.65 1.60 9.0 100 29.0 0.70 2.00           表3.2.2-2振捣成型的固化粉煤灰强度参考值 配合比 抗压强度（MPa） 固化剂（kg） 粉煤灰（干）（kg） 水量（kg） 7d 28d 5.0 100 45 0.30 0.50 6.0 100 45 0.35 0.75 7.0 100 45 0.45 1.00 8.0 100 45 0.50 1.50 9.0 100 45 0.60 2.00           3.2.3　固化粉煤灰的CBR值 1　固化粉煤灰的CBR值与无侧限抗压强度有近似线性关系，可根据试验结果建立相应的经验公式，为实际工程设计提供参考。CBR值与固化粉煤灰的成型方法有关，击实成型的结果大于振捣成型的结果。 2　固化剂掺量为3％的固化粉煤灰就能满足道路工程的CBR值要求，因此，道路工程应用固化粉煤灰时应以无侧限抗压强度为主要指标。 3　采用不同方法成型和不同固化剂掺量的固化粉煤灰的CBR参考值见表3.2.3-1和表3.2.3-2。 表3.2.3-1 固化粉煤灰(振捣) CBR参考值 固化剂（kg） 粉煤灰（干）（kg） 水（kg） 5mm CBR值（％） 50 1000 450 18.9 60 1000 450 28.2 75 1000 450 36.5 90 1000 450 47.6         表3.2.3-2固化粉煤灰(碾压)CBR参考值 固化剂（kg） 粉煤灰（干）（kg） 水（kg） 5mm CBR值（％） 50 1000 280 51.8 60 1000 280 62.1 75 1000 280 73.3 90 1000 280 80.0         3.2.4　固化粉煤灰的抗剪指标（C值和φ值） 固化剂含量为5%～9%的固化粉煤灰，28天的C值介于98 kPa～252 kPa之间，Ф值介于37.8°～44.3°之间。强度与抗剪指标的对应关系可参考表3.2.4。 表3.2.4固化粉煤灰强度与抗剪指标对应关系参考值 配比设计参考值 C（kPa） ф（°） 固化剂（kg）：粉煤灰（干）（kg）：水（kg） 7d 28d 7d 28d 60：1000：450 30 38 26 31 70：1000：450 45 50 30 34 80：1000：450 50 60 32 38           3.2.5　固化粉煤灰的刚性角扩散系数 在0.8～1.0之间，可取0.9。 3.2.6　固化粉煤灰软化系数 固化粉煤灰软化系数见表3.2.6 3.2.6固化粉煤灰软化系数 固化剂（kg） 粉煤灰（干）（kg） 水（kg） 软化系数 60 1000 450 0.81 80 1000 450 0.83 90 1000 450 0.88         4.固化粉煤灰设计 4.1固化粉煤灰设计指标的选用 4.1.1固化粉煤灰用于道路工程填筑时，设计时宜采用以下指标控制： 1　抗压强度：作为主要控制指标。抗压强度应满足设计文件对道路工程不同应用部位的强度要求。 2　密度、CBR值：宜作为辅助控制指标。 4.1.2固化粉煤灰用于工业与民用建筑基础填筑时，设计时宜采用以下指标控制： 1　无侧限抗压强度：作为主要控制指标。无侧限抗压强度应满足设计文件对建筑基础的承载力要求。 2　密度：宜作为辅助控制指标。 4.2设计验算 4.2.1建筑及市政道路工程软土地基路基设计验算 1　软土地基路基设计时宜应用固化粉煤灰轻质、高强的特点。主要验算路基稳定和施工后沉降能否满足规范要求。 2　沉降可采用分层总和法计算，总沉降采用沉降系数m与主固结沉降Sc计算，总沉降S＝mSc。具体可参照《公路路基》JTG D30的有关要求进行计算。 主固结沉降的压缩层，其底面应设在附加应力与有效自重应力之比不大于0.15处。因固化粉煤灰压缩模量值很大，计算时可不考虑固化粉煤灰自身的压缩，仅计算固化粉煤灰下软土地基的压缩沉降。 3　在沉降满足要求的情况下，设计时应重点对固化粉煤灰填筑的稳定性进行验算。 路基稳定性验算可从固化粉煤灰的内部稳定性和外部稳定性两方面进行验算。稳定安全系数Fs≥1.20。 内部稳定性验算主要是确定固化粉煤灰的强度，应满足功能要求、保持自身稳定、支撑外部荷载和施工荷载。外部稳定性验算应考虑软土地基承载能力和圆弧滑动稳定。 4.2.2管线沟槽和窨井及构筑物周围的回填 宜在管线沟槽和窨井及构筑物周围进行反开挖处理后再回填固化粉煤灰。其固化粉煤灰设计强度管线沟槽F28≥0.5MPa；窨井及构筑物周围F28≥0.８MPa。 4.2.3涵洞的管腔背、挡土墙背、桥台台背回填 固化粉煤灰的强度应同时满足地基承载力和涵洞两侧、挡土墙、桥台台背侧压力受力要求。设计时可根据本规程3.2.1、3.2.2、3.2.4、3.2.5条提供的固化粉煤灰的密度、抗压强度、抗剪指标等技术参数计算，提高挡土墙等构筑物的抗倾、抗滑安全系数，降低挡土墙等构造物的基础附加应力和主动土压力。 4.2.5工业与民用建筑固化粉煤灰地基处理设计、验算 1　固化粉煤灰处理房屋软弱地基时，应根据工程地质勘察报告进行地基承载力和沉降验算。 固化粉煤灰混合料的厚度，一般宜为25cm/层楼，最小设计厚度不得小于0.8m。 固化粉煤灰复合地基长度和宽度：应沿外墙基础中心线每边外扩不小于1.6m；同时应满足建筑物地基承载力扩散角的要求。 2　古冲沟、暗塘、超深开挖的回填：应满足古冲沟、暗塘、超深开挖相邻的地基土承载力相近强度要求。 4.3配合比设计 4.3.1施工前应根据原材料的试验数据，结合设计要求，通过试验确定固化粉煤灰的配合比。 4.3.2固化粉煤灰的配合比设计应符合下列规定： 1　每次应按固化剂的5个掺量进行试配。 2　根据试验结果和采取的施工方法，确定固化粉煤灰的最佳含水量和最大干密度。 3　试件应在规定的温度下制作和养护，进行无侧限强度试验。 4　固化剂掺量应根据设计要求的强度值选定，试件试验结果的平均抗压强度R应符合下式要求：R≥Rd/(1-ZαCv) 式中： Rd ----设计抗压强度； Cv----试验结果的偏差系数（以小数计）； Zα----标准正态分布表中随保证率（试置信度α）而改变的系数，道路基层、“三背”回填和建筑基础应取保证率95%，即Zα=1.645；其他部位应取保证率90%，即Zα=1.282。 4.3.3在缺少试验资料的情况下，可参考本规程的3.2.2 、 3.2.3 、3.2.4条款，选择与固化粉煤灰力学性能相匹配的配合比。 5.  固化粉煤灰施工 5.1固化粉煤灰的施工流程 5.1.1施工流程图 5.2施工准备 5.2.1技术准备 1　施工前，建设单位应组织设计单位对监理单位和施工单位进行技术交底，说明设计意图和固化粉煤灰的各项技术指标、施工要求等。 2　施工单位应建立健全原材料送检、配合比计量、混合料的加工生产质量控制以及工序间交验制度，形成完整、有效的质量保证体系；组织技术人员学习相关技术文件，充分了解现场的工程地质情况、地下水位情况等，并编制固化粉煤灰施工专项。 5.2.2材料准备 1　施工单位应根据固化粉煤灰专项施工组织设计相关要求，预先准备好所需的各种材料。 2　按规定对原材料进行见证取样试验。各种材料的技术指标应符合本规程要求。 3　粉煤灰的堆放应用雨布遮盖或采取防止雨淋或灰粉飞扬的措施，确保不影响周围环境。 5.2.3施工机械 1　搅拌机械：厂拌粉煤灰搅拌台（站）、混凝土搅拌机、稳定土拌和机。 2　运输机械：汽车。 3　成型密实机械：振捣设备、压路机械。 各种机械、设备应根据工程的具体情况进行合理搭配。 5.3固化粉煤灰混合料配料计量 5.3.1根据确定的施工配合比进行配料，可按下列方法进行： 1质量法——根据固化粉煤灰混合料质量比、一次拌和混合料的总干质量和粉煤灰的含水量，计算出粉煤灰湿质量，然后按湿质量称料掺配成混合料。质量偏差不超过2%。此方法适用于大体量的固化粉煤灰施工。 2体积法——根据混合料质量比、粉煤灰含水量，换算成体积比，用容器按比例量取各原材料掺配混合料。质量偏差不超过2%。 3层铺法——根据混合料质量比和最大干密度、粉煤灰湿松密度和含水量，及混合料压实层厚度等数据计算松铺厚度。质量偏差不超过2%。 5.3.2加水量：固化粉煤灰混合料的加水量应结合通过试验确定的最佳含水量、施工成型方法和混合料的运输方式等因素综合确定。施工期间应对粉煤灰的含水量进行测定。 5.4拌 和 5.4.1工厂集中拌和 按照配合比及时校验拌和设备配料系统设定计量，先进行试生产试验,试验符合设计要求后可正常生产。 5.4.2. 现场用强制式搅拌机拌和 根据配合比计算出每盘料的原材料用量，按照粉煤灰——固化剂——水的顺序进行上料。上料完毕后搅拌时间必须在90s以上，以保证各种材料拌和均匀，颜色一致。 5.4.3机械路拌法 由下至上按顺序分层按配合比摊铺粉煤灰、固化剂， 用稳定土拌和机拌和均匀；在缺乏稳定土拌和机的情况下，可用拖拉机带多铧犁、旋耕犁相配合翻拌均匀，往返不得少于五遍。 5.4.4机械翻拌法 当不具备第5.4.1，5.4.2，5.4.3条所述条件时，可在工地附近，建立一次能拌和100立方米的拌和场，根据配合比计算出各种原材料的质量，然后按质量掺配混合料，用挖掘机、装载机进行反复对翻打堆且不少于五个来回，要求翻拌均匀，颜色一致。 5.4.5 固化粉煤灰混合料使用时限 固化粉煤灰混合料必须在6小时内运送到施工作业面、8小时内摊铺、16小时内碾压或浇筑振捣成型。 5.5成型 5.5.1振捣成型 1振捣成型是将拌和好的固化粉煤灰混合料，运送到施工现场，按规定的厚度分层摊铺后，采用振捣设备振捣成型的施工方法。 振捣成型施工方法适用于管线沟槽、窨井和构筑物周围，桥台、墙背、房屋等建筑基础以及碾压机具碾压不到的边角地块的回填等小体量使用固化粉煤灰的情况。 2采用振捣成型施工方法的粉煤灰混合料的含水量应控制在最佳含水量附近，且不得超过最佳含水量。宜采用插入式振捣器进行振捣，每一层的厚度应控制在40cm以内；如果施工场地较大，可采用排振加快振捣速度，振捣至固化粉煤灰不下沉不冒泡即可。 固化粉煤灰可连续施工，连续施工的最大高度宜控制在2m以内；连续施工的最大高度超过2m时，应对桥台、挡墙等构筑物进行验算。 3振捣应快插慢提，插点要均匀分布，插点间距不宜大于30cm，振捣时间以表面泛浆为止，且不宜少于30s，严禁漏振。 4振捣成型施工方法的质量检验以无侧限抗压强度作为主要指标。 5.5.2碾压成型 1碾压成型是将粉煤灰混合料摊铺整型后，采用压路机等压实设备将固化粉煤灰压实成型的施工方法。碾压成型施工方法适用于软土路基置换处理、路基和路堤的填筑施工等大体量使用固化粉煤灰的情况。 2固化粉煤灰碾压成型施工。有两种做法：一种是厂拌（场拌）法施工：将粉煤灰与固化剂按设计配比进行厂拌（场拌）后运至施工现场进行摊铺、整平、碾压。另一种是路拌法施工：将粉煤灰摊铺在施工路段上，将固化剂按设计配比均匀撒铺在粉煤灰上，用稳定土拌和机或拖拉机带五铧犁、旋耕犁等机械翻拌均匀、整平、碾压。 3采用碾压成型施工方法的粉煤灰混合料的含水量应控制在最佳含水量附近并略低于最佳含水量。 4混合料每层的摊铺厚度以(25～30)cm为宜，用二轮压路机碾压时，每次应重叠1/3轮宽；用三轮压路机碾压时，每次应重叠后轮宽的1/2。碾压速度：光轮压路机宜（30～40）m/min；振动压路机宜为（60～100） m/min。压实系数和碾压遍数应经试验确定，碾压至混合料表面应平整并且无明显轮迹。 5固化粉煤灰处理软土地基施工时，第一层固化粉煤灰的填筑厚度根据软土情况可增加至（50～60）cm，用8T～10T的小型压路机稳压平整即可继续施工第二层；第二层的填筑厚度应控制在40cm以内，用8t～10t或10t～15t钢轮压路机碾压；第三、第四层的填筑厚度应控制在30cm以内，碾压用钢轮压路机，也可以使用振动压路机，直至填筑到设计高程。 6碾压成型施工方法的质量检验以无侧限抗压强度作为主要指标，必要时可辅以密度或密实度指标。 5.6 施工缝处理 当固化粉煤灰采取分段施工时，上下相邻两层的施工缝应错开设置，其间距不得小于层厚的两倍；分段面的高度如果大于50cm时应按1：2留置台阶；施工缝连接时，应先清除表面松散不密实部分，并用同配合比混合料填补密实，同时增加振捣时间或碾压遍数（2～3）次。 5.7高地下水位与雨季施工 当遇有地下水位较高和雨天施工时，应采取可靠的降排水措施，未振实的粉煤灰混合料遭雨水浸泡时，应将积水和松软的粉煤灰混合料清除，并用新拌的粉煤灰混合料重新铺筑振实。 5.8冬季施工 当气温低于2℃时，必须采取可靠的防冻措施，遇有冻害应及时清理，并按施工缝处理办法进行处理。当气温低于-2℃时，严禁施工。 5.9养  护 5.9.1固化粉煤灰混合料施工结束后应注意养护。振捣或压实成型后的固化粉煤灰混合料，应在潮湿状态下养生, 养护期长短应根据环境温度来确定，当环境温度在5℃～20℃时，养护期不得少于7d；当环境温度在20℃以上时，每养护期不得少于3d，且保持潮湿。 5.9.2固化粉煤灰在养生期间应封闭交通。如在道路工程中对个别不能断绝交通的道路可选用强度高的固化粉煤灰混合料做基层，并在基层上加铺厚（10～15）cm砂砾面层后，方可开放交通，且应限制车速不得超过20km/h，不得在其上刹车或掉头。 5.9.3固化粉煤灰经过养护并成型后，应及时施工其上覆层，不宜使固化粉煤灰长时间暴露。如其上覆层暂时不施工，可在表面覆盖一层（5～8）cm厚的砂砾覆盖层。 5.10提高早期强度措施 在应急、抢险或冬季施工、工期要求比较紧张的情况下，为了提高固化粉煤灰的早期强度，可在混合料中掺入适量早强剂，掺量以试验为准。 5.11表面裂缝处置及措施 5.11.1 采用振捣成型工艺的固化粉煤灰施工表面容易发生收缩裂缝，视其混合料的含水量大小,其表面裂缝深度一般在10cm～15 cm之间,施工中间因其上层施工时的浆料可将其裂缝填实不会影响质量，在顶层施工时应采取以下措施： （1）控制含水量：固化粉煤灰混合料的含水量宜控制在30%～45%之间； （2）控制摊铺厚度：顶层固化粉煤灰混合料摊铺厚度宜控制在200mm以内； （3）振捣方式：可改用平板振捣器振捣或用蛙夯夯实。 5.11.2　采用碾压成型工艺的固化粉煤灰，如发现其表面有干缩或温缩裂缝，可将裂缝处周围洒水湿润，并采用相同剂量的固化粉煤灰封闭裂缝，并用8T钢轮压路机碾压至裂缝消失。 5.11.3　在道路工程中，为防止裂缝反射，可采取在顶层固化粉煤灰中加铺土工织物的措施。 6. 施工验收标准 6.1主控项目 6.1.1原材料 1　粉煤灰 符合本规程3.1.1条的规定。检测报告检查数量：同一电厂的湿排灰,每2000t为一批次。复试参数参照表3.1.1。 2　固化剂 应符合本规程3.1.2条的规定。合格证书,出厂检测报告检查数量：每100T为一批次。出厂检验参数参照表3.1.2。 3　水及其它材料 水应符合本规程3.1.3的规定； 其它材料应符合相应现行国家有关标准、规范的规定。 6.1.2抗压强度 固化粉煤灰混合料立方体无侧限抗压强度，以28d强度为检验标准，28d强度应大于等于设计要求强度，可按7d强度进行过程质量控制。早期强度可采用固化粉煤灰专用电子普氏贯入仪进行现场强度检测。3d实测强度不得小于28d设计强度的15%。 1　试件制作数量 1）、按工作量确定：每500m3 制作一组，每组制作3块试件，不足500m3的亦做1组。 2）、按施工作业层确定：每层不得少于一组； 3）、按按工作台班确定：每个台班不得少于一组。 2、粉煤灰混合浆料立方体抗压强度试验详见附录A的A.2条。 6.2一般项目 6.2.1固化粉煤灰表面应平整、密实，无松散现象，无明显轮迹、推移、裂缝，接茬平顺，无贴皮、散料。 检查数量：全数检查。 检验方法：观察。 6.2.2平整度不大于±15mm。 检查数量：每20m检查1处。 检验方法：用3m直尺靠量。 6.2.3高程不大于±20mm。 检查数量：每20m一个观测断面。 检验方法：用水准仪测量。 6.2.4平面尺寸：（1）道路基础，不小于设计宽度；（2）房屋基础：不小于设计尺寸。 检查数量：每一个工作面或施工段检查不应少于2处，且间距小于50m。 检验方法：用钢尺量。 附录A 试验方法 A.0.1 SiO2+AL2O3含量测定按GB/T176—1996规定进行。 A.0.2 烧失量测试按GB/T176—1996规定进行。 A.0.3细度测试按GB/T1345—2005规定进行。 A.0.4无侧限抗压强度试验 A．1 试件击实成型试验 按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程(JTJ057-94)》中的《无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法(T0805)》进行试验，试件按击实试验确定的最佳含水量和最大干密度制备及计算。 A．2 立方体抗压强度试验 1）试模：采用100mm×100mm×100mm有底立方体三联模，由铸铁或钢制成，应具有足够的钢度并拆卸方便。试模内表面其不平度应为每100mm不超过0.05mm。组装后各相邻面的不垂直度不应超过±0.5°。 2）捣棒：直径10mm，长350 mm的钢棒，端部应磨圆。 3）压力试验机：采用精度（示值的相对误差）不大于±1%的试验机，其量程应能使试件的预期破坏荷载值不小于满量程的20%，也不大于满量程的80%，且最大量程设定不得大于100千牛顿。 4）试件的制作及养护： (1) 制作试件时应将试模内壁事先涂刷薄层脱模剂； (2) 粉煤灰混合浆料的和易性以含水率40%±2%，然后将粉煤灰混合浆料一次注满，用捣棒均匀由外向里按螺旋方向插捣25次，允许用灰刀沿模壁插数次，（亦可采用标准振动台振动30 min）使粉煤灰混合浆料高出试模顶面6--8mm，待粉煤灰混合浆料表面开始出现浮浆状态时（约30min-45 min）将高出部分的浆料沿试模顶面削去抹平； (3)、试件制作后应放在20℃±5℃温度环境下停置48h±2 h，当温度较低时，可适当延长时间，不应超过三昼夜，然后对试件进行编号并拆模。试件拆模后应放在相对湿度65%±5%，温度为20℃±5℃的标准环境下，养护至7d和28d（注：当无标准养护条件时，可将试件置于潮湿砂堆中，在正温度下养护，并做好温度记录。在有争议时，以标准养护条件为准）。 5）粉煤灰混合浆料立方体抗压强度试验应按下列步骤进行： (1)试件从养护地点取出后，先将试件擦拭干净，测量尺寸，并检查其外观，试件不得有破损，尺寸测量精确到1 mm，并根据此计算试件的承压面积。 (2)将试件安放在试验机的下压板上（或下垫板上），试件的承压面应与成型时的顶面垂直，试件中心应与试验机下压板（或下垫板）中心对准。开动试验机，当上压板与试件（或上垫板）接近时，调整球座，使接触面均衡受压。承压试验应连续而均匀地加荷，加荷速度应为每秒钟不超过0.5kN，当试件接近破坏而开始迅速变形时，停止调整试验机油门，直至试件破坏，然后记录破坏荷载。 6）粉煤灰混合浆料立方体抗压强度应按下列公式计算：fm,cu=Nu/A 式中  fm,cu——粉煤灰混合浆料立方体抗压强度（MPa）； Nu——立方体破坏压力（N）； A——试件承压面积（mm2）。 粉煤灰混合浆料立方体抗压强度计算应精确到0.1 MPa； 以三个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值，平均值计算精确到0.1MPa。 当三个试件测试值中的最大值或最小值如有一个与中间值的差值超过20%时，则把最大值和最小值一并去除，取中间测试值作为该组试件的抗压强度值。 如三个试件测试值中的最大值或最小值与中间值的差值均超过20%时，则该组试件试验结果无效。 本规程用词说明 1、为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下： （1）表示很严格，非这样做不可的：正面词采用“必须”； 反面词采用“严禁”。 （2）表示严格，在正常情况下均应这样做的：正面词采用“应”； 反面词采用“不应”或“不得”。 （3）表示允许稍有选择，在有条件时首先应这样做的：正面词采用“宜”； 反面词采用“不宜”； 表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。 2、条文中指明应按其他有关标准执行的写法为“应按……执行”或“应符合……的要求（或规定）”。 江苏省工程建设标准DGJ 固化粉煤灰（施工）技术规程 条文说明 1    总  则  1.0.1阐述了起草本规程的目的是为了贯彻执行国家有关技术经济政策，提高工业废料在建设工程中的利用水平和新技术的应用水平，合理、有效地大规模推广使用粉煤灰，统一施工及验收标准，保证工程质量。 1.0.2本条明确了固化粉煤灰的适用范围: 工业与民用建筑工程，主要指工业建筑物和民用房屋的软弱地基处理、结构性回填、 市政道路工程：主要包括城市道路工程，各种地下配套管线工程的沟（坑）槽的回填，软弱路基处理，桥台背、箱涵背、挡土墙背的回填施工，路桥连接段填方的回填施工以及窨井、水池等构筑物周围的回填，以及各等级公路的软弱路基处理。 桥梁工程：主要是指桥台背、箱涵背、管涵两侧、挡土墙背回填及各种管道、管线的沟槽（坑）的回填，路桥连接段高填方的回填施工等。 1.0.3本规程作为地方性工程建设标准，又具有推广应用新技术的性质，在应用过程中不可避免地会遇到一些新情况，但无论遇到何种情况，都必须符合现行国家及江苏省有关技术标准、规范、规程的规定。 2  术语与符号 本规程的术语是从本规程的角度赋予其涵义的，但涵义不一定是术语的定义。同时还分别给出了相应的推荐性英文。 2.0.1 粉煤灰是煤粉燃烧后形成的一种人工火山灰质材料，其物理形态为空心玻璃质微细球形颗粒，粒径在0.3~380um之间。主要化学成分为硅和铝的氧化物。 根据排放输送方式的不同将粉煤灰划分为炉底干灰和湿排灰。电厂的煤燃烧以后通过除尘回收的粉煤灰称为干灰；电厂用水力输送粉煤灰至灰库的称为湿排灰。 根据粉煤灰的化学成分中CaO及游离CaO的含量高低，将其区分为C类灰和F类灰。（见GB/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》和DGJ32/J53-2006《江苏省C类粉煤灰混凝土应用技术规程》） 2.0.2 固化剂是一种粉状，具有水溶性、水硬性和高固结性，通过化学激发的方法激活粉煤灰潜在的活性，使粉煤灰固结形成。镇江市建筑科学研究院有限公司生产此产品。 2.0.3固化粉煤灰是以粉煤灰为主要原材料（粉煤灰用量超过85%），按计算确定的配合比加入固化剂和水，机械搅拌均匀并振捣或碾压成型形成半刚性整体，是一种新型水硬性建筑材料。 3固化粉煤灰物理力学性能 3.1 原材料 3.1.1粉煤灰是固化粉煤灰混合料中的主要原材料，其技术指标直接影响到固化粉煤灰的质量。粉煤灰中未烧尽的碳粉是有害物质，如果粉煤灰中含碳量大，活性的Si02、Al203含量少，都会降低粉煤灰的活性，增加粉煤灰的需水量，降低强度，故烧失量愈少愈好。此外，粉煤灰的细度对固化粉煤灰的施工艺和质量也有一定的影响，粉煤灰较细时活性好，通过固化剂激发较快形成强度，反之则差。 因此，本规程规定粉煤灰中（SiO2+AL2O3）总含量不得小于75%，（SiO2+AL2O3）总含量如果小于75%，应经试验调整固化剂的掺量；同时根据有关试验资料对粉煤灰的烧失量含碳量进行了规定。 另外，由于固化粉煤灰是利用化学原理激发粉煤灰的潜在活性，而粉煤灰的细度对其活性的影响属于物理激发范畴，因此，本规程对粉煤灰的细度提出明确要求。 3.1.2 固化剂是固化粉煤灰混合料中重要的原材料，其质量技术指标直接影响到固化粉煤灰的质量，考虑到目前国内外固化剂的种类较多，同一种类的固化剂也有不同的型号，因此，为保证固化粉煤灰的质量，提出了粉煤灰增强固化剂质量指标必须达到的要求，即：按固化剂：粉煤灰（干质量比）：水=50：1000：450进行配制的固化粉煤灰技术指标。 3.2物理力学性能  3.2.1江苏镇江建科建筑科学研究院有限公司与镇江市城市干道工程建设办公室以及东南大学，利用镇江市建筑科学研究院研发的粉煤灰增强固化剂对固化粉煤灰复合材料进行了系列研究，近几年镇江市和周边省市的部分重点工程中进行试验应用。利用粉煤灰双层地基在工业与民用建筑工程进行地基处理的工程项目有：镇江市丹徒区政府办公大楼、江苏科技大学生公寓楼、江苏大学研究生、教授公寓楼、谷阳新村等400多栋房屋基础；在镇江市长江路二期（2001年）、长江路三期、南徐路工程中（2002年）的桥头护坡和路基填筑、综合管线回填，解放路南段高架工程的引道及挡土墙回填（2002年～2003年），禹山北路路基回填（2003年），南京市长江路管线沟槽的回填、双桥门立交桥头回填（2004年）、奥体中心地下回填、滨江大道立交桥头回填（2005年），沪宁高速拓宽镇江段（2004年）桥台、箱涵背回填，如皋泓北沙1500米道路路基施工，浙江省湖州市环城北路（2005年）、绕城西路桥头回填（2006年），沿江高等级公路、如皋引和大桥、碾砣港大桥台背回填（2006年），苏嘉杭高速拓宽工程吴江段港湾式车道结构性回填（2007年），等等的一系列工程均使用固化粉煤灰进行试验应用。 通过系列试验分析和工程应用认为：固化粉煤灰具有质量轻、强度高、水稳定性好、耐冻融、施工方便等技术特性，适用于公路和城市道路的路基填筑、软土地基处理，桥涵台背、墙背和各种管线沟槽的回填，以及工业与民用建筑的基础处理。 固化粉煤灰突出的特点是该材料作为路基填筑材料相对于普通填土具有轻质特点，且通过加入固化剂，粉煤灰的形态、物理力学性能及相关施工工艺等发生变化，区别于原状粉煤灰。 本条所依据的相关科研成果是指由镇江市城市干道工程办公室、东南大学和镇江市建筑科学研究院（现更名为：江苏镇江建科建筑科学研究院有限公司）联合进行了“轻质固化粉煤灰复合材料应用技术研究”科研项目，该科研项目于2007年年初通过了江苏省建设厅组织的省级鉴定。 通过试验研究发现：固化粉煤灰的最大干密度在1．003 g/cm3～1.22g/cm3之间变化。击实成型试件的干密度在1.180 g/cm3～1.216 g/cm3之间，振捣成型干密度在1.003 g/cm3～1.078 g/cm3之间。振捣成型的固化粉煤灰最佳含水量在420kg/m3～450 kg/m3。 根据该项目的研究结论认为：固化粉煤灰的强度随密度的增长而稍有增长，在原材料确定、配比变化的情况下，通过振捣成型试验和击实试验得到的最大干密度相差不大，最大密度提升也只有7.5％左右，因此，强度的增长幅度也并不明显。但是，从密度的绝对值与普通填土相比较，固化粉煤灰的密度有大幅降低，这也体现了固化粉煤灰质量轻的特性。 因此，本规程提出，为保证强度，方便施工时的控制，可结合实测最小干密度将密度确定为试验室最大干密度指标的95％左右。道路路基填筑可按填筑区域要求的密实度进行控制。 在实际应用过程中，应根据固化粉煤灰所采用的原材料和不同的施工方法通过试验确定其最佳含水量和最大干密度。 3.2.2、3.2.3 、3.2.4固化粉煤灰的无侧限抗压强度指标比较通用，在道路工程中，尤其是公路工程，对路基的CBR值也提出了明确要求。根据相关试验结果和2004年新颁布实施《公路路基设计规范》（JTG  D30－2004）对高速公路和一级公路的填方路基（路面底面以下0～0.3m）和零填及挖方路基（路面底面以下0 m～0.3m）的CBR值的要求（最小为8），固化剂含量不小于3％的固化粉煤灰即可满足现行规范对路基工程的CBR值的要求。 由于击实成型试件与振捣（振动台）成型试件相比，其无侧限抗压强度和CBR值更大，这种差异随固化剂用量增加而更增大，在实际工程应用时，宜采取碾压成型方法。 固化粉煤灰的无侧限抗压强度、CBR值和抗剪指标等均应通过相关试验确定。本规程仅提供相应的参考数据。 3.2.5本条适用于利用固化粉煤灰填筑房屋基础进行设计验算。 4    固化粉煤灰设计 4.1.1和4.1.2固化粉煤灰的设计控制指标较多，设计时应根据其不同的应用场合区别选用。本规程根据固化粉煤灰的技术特性推荐了两项控制指标，作为控制指标和辅助控制指标，并区别了不同的应用场合。 在于道路工程中，设计对CBR值有相应的要求，由于固化粉煤灰的CBR值与无侧限抗压强度有近似线性关系，且固化剂含量不小于3％的固化粉煤灰即可满足现行规范对路基工程的CBR值的要求，因此提出了“对路基工程可以用无侧限抗压强度作为主要控制指标”。 由于固化粉煤灰的弹性模量很大，故弹性模量对路基回填区工后沉降的影响可以忽略，因此，抗压回弹模量作为路基回填质量控制指标意义不大，故本规程对固化粉煤灰的弹性模量没有提出明确要求。 由于固化粉煤灰的密度变化幅度很小，对强度和CBR值的影响也都非常有限，因此，选择设计指标时，保证其无侧限抗压强度达到标准是首要的，而密度只需作为辅助控制指标或参考指标，对两者同时控制则没有必要。 密实度是道路工程的一项重要指标。固化粉煤灰由于在粉煤灰中通过加入固化剂，粉煤灰的形态、物理力学性能及相关施工工艺等发生变化，与原状粉煤灰有较大区别。无论采用哪种成型方法，固化粉煤灰的密度变化幅度都很小，能满足现行规范对路基工程密实度的要求，同时，为提高固化粉煤灰的密度需要增加较大的工程成本，因此，本规程未将密实度作为推荐的设计控制指标。 4.2.1、4.2.3在软土地基上填筑固化粉煤灰作为路基时，由于固化粉煤灰自身具有质量轻、强度高的技术特性，可以减少道路的工后沉降和提高道路边坡的稳定性，因此本规程提出“设计时宜应用固化粉煤灰质量轻、强度高的特点”。 根据前述科研项目的研究结论和计算结果，软土承载力特征值为60kPa，路基高度为4m时，用固化粉煤灰回填可在最大软土深度16m时，满足15年工后沉降≤30cm控制标准，为稳妥计建议设计路堤高度不要超过6m，因此，本规程提出“在沉降满足要求的情况下，设计时应重点对固化粉煤灰填筑的稳定性进行验算”。 固化粉煤灰自身的弹性模量很大，因此，固化粉煤灰自身的压缩沉降可以不考虑。 固化粉煤灰回填管线沟槽和不规则边角地块，其自身强度应符合管沟周围的土体或填筑体的强度要求；可将管沟部分与周围部分视为同一填筑体进行计算，一般情况下，由于管沟所占比例较小，只要周围填筑体的稳定性符合要求，则无需对填筑的固化粉煤灰单独进行验算；如固化粉煤灰填筑的体积所占比例较大，则可参照路堤的稳定性验算方法进行稳定性分析。因此，本规程没有对固化粉煤灰回填管线沟槽和不规则边角地块的验算提出明确要求。 外部稳定性验算宜根据固化粉煤灰的不同应用场合区别验算，主要是指区别路堤和桥涵台背、墙背等。 4.2.4房屋软弱地基处理设计 若设土层分界面上的摩擦力为零（实际不为零，为简化而作此假设），则在条形垂直均匀荷载作用下，双层地基分界面上的最大附加应力pz的应力系数如下表： 1、Pz的应力系数KE h/B m=1.0 m=5.0 m=10.0 m=15.0 0.0 1.00 1.00 1.00 1.00 0.5 0.99 0.95 0.87 0.82 1.0 0.90 0.69 0.58 0.52 2.0 0.60 0.41 0.33 0.29 3.33 0.39 0.26 0.20 0.18 5.0 0.27 0.17 0.16 0.12           表中m值按式(1)计算： 式中:    E01、E02——分别为持力层与下卧层的变形模量，KN/mm2;                      u1、u2——分别为持力层与下卧层的泊松比。 下图中M点应力Pz按式(2)求算： Pz(M)=KEPO    (2) 式中:    KE ——按式（1）及上表求得的应力系数， PO ——地基上的附加应力。 条形均布荷载下双层地基中M点应力见下图： 2B                        PO            E01 u1、（粉煤灰混合料）            M      E02 u2 （软弱土层） （ E01 ＞  E02 ） Z 条形均布荷载下双层地基中M点下应力，计算时并应满足下列条件： Pz+Pcz≤f2           (3) 式中:    Pz——软弱下卧层顶面处的附加压力； Pcz——软弱下卧层顶面处的自重压力； f2  ——软弱下卧层顶面经深度修正后地基承载力设计值。 2、 计算步骤 （1）假定粉煤灰混合料厚度。 一般民用房屋粉煤灰混合料厚度为0.8m～1.5m之间，每层楼约为20cm，如该住宅为六层建筑，则设计厚度为1.2m。 （2）计算钢筋砼条基宽度。 (a)确定粉煤灰混合料硬壳层的刚性角（宽高比） 粉煤灰混合料硬壳层的刚性角扩散系数一般在0.8—1.0之间，主要是由粉煤灰混合料的强度来决定，常采用中等强度的粉煤灰混合料较经济，此时刚性角扩散系数可取0.9（宽高比） (b)计算各轴线线载 (c)按刚性角计算确定钢筋砼条基宽度。 按公式 式中：    F——上部结构传至基础顶面的竖向力设计值 G——基础自重设计值和基础上的土重标准值 A——基础底面面积 （3） 用双层地基计算原理验算地基强度应满足下列条件 fz+pcz≤fx      （5） (a)求软弱下卧层顶面处经深度修正后，地基承载力设计值fx 。 fz=fk+ηbγ(b-3)+ ηdγo(d-0.5)      （6） (b)求软弱下卧层顶面处的附加压应力pz，pz=KEPc (c)m值的确定 查pz的应力系数KE 式中：    E01、E02——分别为粉煤灰混合料及其下软土层变形模量m/Mpa u1、u2——分别为粉煤灰混合料及其下软土层的泊松比 因土的泊松比与粉煤灰混合料的泊松比接近，故 (d)pz的应力系数KE。 (e)验算软弱下卧层强度 （4）、验算固化粉煤灰复合地基基础底面压力（即将粉煤灰混合料作为刚性基础，下同） 应符合下式要求： p < f              （7） 式中：    p——基础底面处的平均压力设计值 f——地基承载设计值 (a)确定粉煤灰基础向外墙中心外挑尺寸 (b)计算粉煤灰基础面积 (c)计算p值 （5） 沉降验算 根据规范要求，需要进行沉降验算的房屋，则按规范进行验算。 （6）、为了确保质量，粉煤灰混合料硬壳层厚度在其理论计算厚度基础上（h）宜增加10cm。 4.3.1～4.3.3固化粉煤灰配比主要与固化剂的掺量有关，应根据不同的工程设计要求，相应调整固化粉煤灰的配合比，以满足不同的工程需要。 表4.3.2固化粉煤灰的配合比试配表 应用部位 固化剂掺量（%） 交通及市政道路工程 软土地基处理 --- 6 7 ８ --- 一般路基填筑 5 6 ７   --- 道路基层 --- --- 7 8 9 管沟及构筑物周围回填 5 --- 6 --- 7 “三背”回填 --- ６ ７ ８ --- 工业与民用建筑工程 建筑基础 --- ６ ７ ８ --- 古冲沟、暗塘等部位回填 --- ６ ７ ８ ---               固化粉煤灰配合比的设计，应根据原材料的试验数据，结合工程设计要求，通过试验确定。 本规程根据相关的试验研究结果和既有的工程实际施工经验，结合不同的应用场合，推荐了固化剂掺量一般采用范围和部分常用配合比。 5  固化粉煤灰施工 5.2.1由于固化粉煤灰的应用技术为新技术，因此，在技术准备阶段应进行充分的技术交底，并编制固化粉煤灰专项施工组织设计。 5.2.2固化粉煤灰的应用目的之一在于利用粉煤灰，减少粉煤灰堆积对环境造成的不良影响，因此，本规程强调，在材料准备阶段应采取施防止雨淋或灰粉飞扬，确保对周围环境不造成较大影响。 5.2.3施工机械要求是按照优选次序排列。 5.3.1固化粉煤灰混合料配料计量： (1)质量法——根据固化粉煤灰混合料配合比计算出其质量比，同时要根据现场的原材料计算出每一批次拌和料的原材料含水量，换算成施工混合料的配合比，然后按换算后的质量配合比算出各种原材料湿质量，然后按各湿质量称料掺配成混合料。其计算式如下: A=Q·p·（1+ω） 式中：A—原材料湿重（kg）；Q— 一次拌和混合料计算干重（kg）；p——原材料干重与混合料总干重之比（%）；ω——原材料含水量（%）。 （2）体积法——根据混合料质量比、各种原材料湿松密度和含水量，换算成体积比，用容器按比例量取各原材料掺配混合料。本办法适用于少量的混合料施工用。 （3）层铺法——根据混合料质量比和最大干密度、各种原材料湿松密度和含水量，及混合料压实层厚度和压实度等数据计算各种原材料松铺厚度。其计算式如下: H=｛「ρο·Ρ·h·（1+ω）」/ρ｝·k 式中：H——原材料松铺厚度（cm）；ρο其——混合料最大干密度（kg/m3）；Ρ——原材料干质量与混合料总干质量之比（%）；h——混合料基层每层压实厚度（cm）；ρ——原材料湿松密度（kg/m3）；ω——原材料含水量（%）；k——混合料基层压实度（%）。 5.4.5拌和好的固化粉煤灰混合料最长施工时间不应超过24小时。超过24小时固化粉煤灰混合料其强度开始发生损失。 5.5.1振捣成型的固化粉煤灰具有一定的流动性，和易性较好，适宜于填筑不规则的坑槽和边角地块。 5.5.2采用振捣成型施工方法的粉煤灰混合料的含水量超过最佳含水量时，早期强度会降低，但后期强度影响较小,但考虑到施工过程中水分的流失和蒸发等因素影响，施工时的含水量可略高，因此建议含水量控制在最佳含水量附近。 固化粉煤灰连续施工的最大高度应根据桥台、挡墙等构筑物具体情况进行验算,是考虑满足“三背”安全系数。 5.6.3采用碾压成型施工方法的粉煤灰混合料的含水量建议控制在最佳含水量附近或略低于最佳含水量，主要考虑施工碾压过程中粉煤灰混合料不粘轮；如含水量偏低，应采用喷洒的方式及时补水，不得集中浇灌；如含水量偏高，应进行翻晒。 5.6.5固化粉煤灰处理软土地基施工时，第一层固化粉煤灰的填筑稳压后，作为施工平台，上面各层的填筑厚度，应控制在30cm以内。 6 检验标准 2.5____________________________________________________________________________________________________________________________ 6.1、6.2固化粉煤灰的检查和验收应符合本章的有关规定。其他相关检验应符合国家《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300的相关规定。