粉煤灰在武广高速铁路建设中的作用

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作为中国第一条真正意义上的高速客运铁路，武广高速铁路是“十一五”国家重点建设项目。

自2005年6月开工以来，至2006年，铁路全线已进入全面开工阶段——在湖北、湖南和广东三省采取分段施工的方式。

用于建设铁路的建筑材料，除了普通公众较为熟悉的如钢材、水泥等物之外，还有一种以前较为少见的材料——粉煤灰。

粉煤灰曾经是一种大宗工业废料，目前已累计堆存10亿吨以上。以前，粉煤灰被收集后露天堆放，不仅占用了大量的土地，而且污染空气和堆积处的地下水源，对环境的危害很大。

为了解决这些问题，中国的科技工作者经过多年研究论证，提出了一系列将粉煤灰“变废为宝”的综合利用方法。

目前，粉煤灰广泛应用于建筑工业领域，水泥、砖块、混凝土等建筑材料，都需要大量使用粉煤灰——正在建设中的武广高速铁路，对粉煤灰的需求与日俱增。

“铁路建设需要海量的混凝土，而混凝土中除了砂石、水泥等材料外，必不可少的还有粉煤灰。”武广铁路一位建设者对记者说，粉煤灰在混凝土中，作用不可替代。

中国经济时报记者查阅了关于粉煤灰在混凝土中所起作用的相关学术资料，其中，同济大学材料科学及工程学院教授级高级工程师沈旦申、上海市建筑科学研究院教授级工程师张荫济的研究成果较为权威。

在相关著述中，沈、张两位专家详细阐述了粉煤灰在混凝土中的作用和机理。这些作用和机理，如今被业内人士称之为粉煤灰最主要的三大效应。

第一，“形态效应”。在显微镜下显示，粉煤灰中含有70％以上的玻璃微珠，粒形完整，表面光滑，质地致密。这种形态对混凝土而言，无疑能起到减水作用、致密作用和匀质作用，促进初期水泥水化的解絮作用，改变拌和物的流变性质、初始结构以及硬化后的多种功能，尤其对泵送混凝土，能起到良好的润滑作用。

第二，“活性效应”。粉煤灰的“活性效应”因粉煤灰系人工火山灰质材料，所以又称之为“火山灰效应”。这一效应能对混凝土起到增强作用和堵塞混凝土中的毛细组织，提高混凝土的抗腐蚀能力。

第三，微集料效应。粉煤灰中粒径很小的微珠和碎屑，在水泥中可以相当于未水化的水泥颗粒，极细小的微珠相当于活泼的纳米材料，能明显地改善和增强混凝土及制品的结构强度，提高匀质性和致密性。

这三种效应相互关联，互为补充。粉煤灰的品质越高，效应越大。

粉煤灰在武广高速铁路中所起的作用，在以前的媒体宣传亦可见一斑。

2006年6月29日，由武广二标二分队一工区承担施工的DK1487＋169．68?＋280段CFG桩正式试桩，这被认为是“以实际行动向党的85周岁的生日献上了一份厚礼”。CFG桩，就是水泥粉煤灰碎石桩。

此前，2006年5月9日，CFG桩长螺旋钻机实施性方案经中铁十二局武广客运专线第十二项目部技术人员的多方努力，首次在武广高速铁路上实施并取得成功。

在另外一篇宣传稿中，也从侧面反映了粉煤灰在混凝土不可替代的作用。“为让混凝土高标准变为现实，更为今后高速铁路制梁提供依据，项目部试验人员在中心实验室里，反复实验与比对，精心寻找最佳配合比。……实验人员在水泥、砂、石、矿粉、粉煤灰、外加剂组合世界鏖战。实验人员齐心合力，向C50高性能混凝土耐久性问题发起次次‘集体冲锋’”。

“一般泵送混凝土都要掺粉煤灰，它流动性好，其他材料可能会造成堵管，泵不上去，会影响工作性能。工作性能不好，无法正常施工。”中国建筑材料科学研究院水泥科学与新型建筑材料研究所物理室副主任、高级工程师江丽珍对本报记者说，从1990年代开始，中国就已经在混凝土中使用粉煤灰，其发挥的作用“已经在实践中得到证明”。