含硫石灰土工程特性的改良措施研究

作者:陈志明; 刊名:低温建筑技术 上传者:严宇

【摘要】炉渣和粉煤灰改善了含硫石灰土的强度性能,抑制了含硫石灰土的膨胀变形。随炉渣含量增加,石灰土的无侧限抗压强度增加。龄期小于180d的石灰土的无侧限抗压强度随炉渣含量增加幅度大;龄期大于180d的石灰土的抗压强度随炉渣含量增加幅度小。随粉煤灰含量增加,石灰土的无侧限抗压强度增加。龄期小于30d,石灰土的无侧限抗压强度随粉煤灰含量基本呈线性增加;龄期大于30d,石灰土的无侧限抗压强度随粉煤灰含量增加而增加,但增加幅度随粉煤灰含量增加而减小。

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0引言石灰在我国资源丰富且价格低廉,石灰土具有整体性好、水稳性好、承载力高、变形小等特点,常被用作改善和增强路基填土性能的材料[1,2]。乌瑞光和张德才[3]分析了石灰土的无侧限抗压强度随石灰剂量、养护温度、龄期的增长规律。韩晓雷等人[4]和赵寿刚[5]等分析了影响石灰土工程性质的因素。张立新和王家澄[6]研究了石灰土的冻胀特性。杨广庆和管振祥[7]进行了石灰土、水泥土、石灰粉煤灰土的物理力学特性研究,认为各改良土的强度随掺入料剂量的增大而增加。Bell[8]研究了石灰对粘土工程力学性质的改良作用。Locat等[9]研究了有机质软土经过石灰处理后的力学和硬化特征。A1-Abdul Wahhab等[10]利用石灰改良不良土,应用于干旱地区修筑高速公路。Kollman[11]认为石灰土水合反应和火山灰反应产生钙矾石,会产生膨胀变形。石灰土与硫酸盐发生反应,生成钙矾石,进一步转化为硅灰石膏,降低石灰土强度。石灰土具有十分明显的干缩及温缩特性,易导致道路基层开裂,其适用性受到了限制,因此改良石灰土的工程特性,扩大工程适用范围,有着很大的意义。本文基于盐城范公路施工5标的粘性填土,利用SANS万能试验机研究了改善石灰土的无侧限抗压强度,分析了炉渣和粉煤灰对石灰土强度的影响。1掺加炉渣的石灰土1.1生活垃圾焚烧炉渣物理分析图1原态炉渣试验用垃圾炉渣取自江苏省泰州市生活垃圾焚烧发电厂。自然的炉渣颗粒大小不一,不同物理组成呈现不同的形状,如图1所示。颗粒大小差别很大,存在大量的石块、砖块等大颗粒炉渣,也有许多细颗粒。所取炉渣颗粒不均匀系数Cu=17.73,曲率系数Cc=1.04,属于级配良好的砾类土。1.2炉渣化学分析焚烧炉渣的化学成分中,Si O2的含量最高,达56.7%,其次为Al2O3和Ca O分别为13.8%和9.7%,碱含量为4.5%,其他化学成分的含量相对较少。炉渣的矿物成分与用于水泥混凝土工业中的硅质混和材料十分相似。1.3掺加炉渣的石灰土试样制作选取盐城范公路施工5标的粘性填土,土样的IP=27.6,wL=54.1%,wP=26.5%。不均匀系数Cu为6.7,曲率系数Cc为2.0。在样中掺加6%的石灰和6%的Na2SO4,分别掺加0%、10%、15%、20%、25%的炉渣。采用控制分层高度的击样器制样,分5层加料击实,击实成型高80mm,直径39.1mm的圆柱体试样。养护28d。1.4试验结果分析利用SANS万能试验机进行无侧限抗压试验。垃圾炉渣对石灰土无侧限抗压强度(qu)的影响如图2所示。由图可知,随龄期增加,石灰土的无侧限抗压强度增加。炉渣含量小于15%,石灰土的无侧限抗压强度随垃圾炉渣含量增加而增加;炉渣含量大于15%,龄期小于180d,石灰土的无侧限抗压强度随着炉渣含量增加而增加;龄期大于180 d,石灰土的无侧限抗压强度随着炉渣含量增加略有减小。(a)室温养护100080060040020000 100 200 300 400t/d无侧限抗压强度qu/kPa0%10%15%20%25%炉渣含量(b)保温保湿养护100080060040020000 100 200 300 400t/d无侧限抗压强度qu/kPa0%10%15%20%25%炉渣含量图2垃圾炉渣对石灰土强度的影响10008006004002000 0 10 20 30炉渣含量/%无侧限抗压强度qu/kPa30d90d180d365d(a)室温养护10008006004002000 0 10 20 30炉渣含量/%无侧限抗压强度qu/kPa30d90d180d365d(b)保

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