楊丹彤張 楊

(1重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院 重慶 400074 2中交二航局 重慶 400042)

CHF固化劑穩(wěn)定黏土的力學(xué)性質(zhì)研究

楊丹彤1張 楊2

(1重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院 重慶 400074 2中交二航局 重慶 400042)

本文采用重慶地區(qū)黏土和當(dāng)?shù)氐乃?、石灰和CHF固化劑，進(jìn)行最優(yōu)配合比設(shè)計(jì)，對(duì)CHF固化劑水泥石灰穩(wěn)定土的力學(xué)性能進(jìn)行研究和分析。研究發(fā)現(xiàn)，CHF固化劑對(duì)水泥-石灰穩(wěn)定土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和劈裂強(qiáng)度有一定的改善作用，其中對(duì)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響較明顯，對(duì)劈裂強(qiáng)度的影響不明顯。

CHF固化劑；穩(wěn)定土；黏土；力學(xué)性能

1 前言

在公路建設(shè)中，土使用較為廣泛，由于各個(gè)地區(qū)的土質(zhì)條件不同，土的性質(zhì)不同，土的基本性質(zhì)不能夠滿足高等級(jí)公路的建設(shè)的要求，因此需要對(duì)土進(jìn)行加固。在長期的應(yīng)用中，人們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的固化材料無法滿足工程建設(shè)的需求[1]。從國內(nèi)外的相關(guān)研究資料可知，土壤固化劑對(duì)土有更好的加固效果，對(duì)不同土性的土都有一定的改善效果。因此，從經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)性質(zhì)等方面考慮，采用土壤固化劑對(duì)土加固具有重要的意義。

2.配合比設(shè)計(jì)

2.1 試驗(yàn)方案

采用重慶地區(qū)黏土，32.5R復(fù)合硅酸鹽水泥和當(dāng)?shù)禺a(chǎn)鈣質(zhì)生石灰。通過查閱《固化類路面基層和底基層技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T 80-1998）、《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ 034-2000）和廠家所給資料，可知水泥摻量在3%-6%，石灰在3%-4%左右時(shí)CHF固化劑的加固效果較好且經(jīng)濟(jì)效益較高。故采用3%水泥+6%石灰、4%水泥+5%石灰、5%水泥+4%石灰、6%水泥+3%石灰四組配比，并分別加 0.01%、0.015%、0.02%的固化劑，共12個(gè)配比。對(duì)12個(gè)配比進(jìn)行7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的比較，確定出最優(yōu)配合比。

2.2 混合料擊實(shí)試驗(yàn)

取一定量烘干的黏土，采用重型II-1方法對(duì)混合料進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)得到的結(jié)果進(jìn)行繪圖求得混合料最大干密度，結(jié)果見表3。

表3 混合料的最優(yōu)含水率和最大干密度

2.3 最優(yōu)配合比的確定

本文以CHF固化劑-水泥-石灰穩(wěn)定土的7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度作為標(biāo)準(zhǔn)，從中選出最優(yōu)的配合比。對(duì)12組進(jìn)行7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度測試，結(jié)果見表4。

表4 全部試驗(yàn)配合比7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度值

從表4中的數(shù)據(jù)可以看出， 6%水泥+3%石灰+0.02%CHF固化劑的無側(cè)限強(qiáng)度最高，確定為最優(yōu)配合比。

3.CHF固化劑穩(wěn)定黏土的力學(xué)性質(zhì)

3.1 試驗(yàn)方案

選用最佳配合比（以下簡稱配合比①）與不摻固化劑的6%水泥+3%石灰配比（以下簡稱配合比②）進(jìn)行7d、28d、60d無側(cè)限、劈裂強(qiáng)度，分析摻入CHF固化劑后對(duì)水泥-石灰穩(wěn)定土的力學(xué)性質(zhì)的影響和分析不同齡期對(duì)這兩個(gè)配比的力學(xué)性質(zhì)的影響。

3.1.1 CHF固化劑對(duì)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響

為研究固化劑對(duì)水泥-石灰穩(wěn)定土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響，對(duì)配合比①和配合比②進(jìn)行7d、28d、60d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的測試，結(jié)果見表5。

表5 配合比①、② 7d、28d、60d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度

?

由表 5可知；在相同齡期下，摻加固化劑的與不摻加固化劑的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度相比，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度有一定的增加；從7d、28d、60d的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度可知，固化劑對(duì)水泥-石灰穩(wěn)定土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度在初期（7d）和后期（60d）的增量較大的，其中CHF固化劑在60d齡期時(shí)對(duì)水泥-石灰穩(wěn)定土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度提高最大； CHF固化劑對(duì)提高水泥-石灰穩(wěn)定土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度有一定的改善作用。

3.1.2 不同齡期對(duì)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響

根據(jù)上文表5的數(shù)據(jù)可知：加固化劑的水泥-石灰穩(wěn)定土與不加固化劑的水泥-石灰穩(wěn)定土都隨著齡期的增長而增加，前7天的強(qiáng)度增長較快，隨著齡期的增長無側(cè)限抗壓強(qiáng)度變化趨勢趨于平緩；前 28d齡期，加固化劑與不加固化劑的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度增長趨勢相差不大，28d齡期后加入固化劑的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度增長趨勢明顯高于不加固化劑的強(qiáng)度變化趨勢，CHF固化劑的改善作用體現(xiàn)在后期強(qiáng)度上。

3.2.1 CHF固化劑對(duì)劈裂強(qiáng)度的影響

配合比①與配合比②的劈裂強(qiáng)度結(jié)果見表7，通過數(shù)據(jù)對(duì)比，分析其摻入固化劑對(duì)劈裂強(qiáng)度的影響。

表7 配合比①、②的7d、28d、60d劈裂強(qiáng)度

從表7可得出結(jié)論：加入固化劑對(duì)水泥-石灰穩(wěn)定土的劈裂強(qiáng)度有一定改善，由于改善后強(qiáng)度也很小，說明固化劑對(duì)水泥-石灰穩(wěn)定土的劈裂強(qiáng)度改善效果不明顯。

4.結(jié)語

（1）CHF固化劑對(duì)水泥-石灰穩(wěn)定土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和劈裂強(qiáng)度都有一定增強(qiáng)作用，其中對(duì)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的增強(qiáng)作用較明顯；對(duì)劈裂強(qiáng)度的增強(qiáng)作用不明顯。

（2）CHF水泥-石灰穩(wěn)定土與水泥-石灰穩(wěn)定土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和劈裂強(qiáng)度都隨齡期的增長而增加，其變化趨勢慢慢趨于穩(wěn)定。加入CHF固化劑后，在28d到60d齡期的區(qū)間內(nèi)水泥-石灰穩(wěn)定土有明顯的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度增加趨勢。

[1]盧雪松，離子土壤固化劑加固武漢紅色粘土的試驗(yàn)效果及其機(jī)理研究，中國地質(zhì)大學(xué)博士學(xué)位論文，2010

[2]崔德山，離子土壤固化劑對(duì)武漢紅色黏土結(jié)合水作用機(jī)理研究，中國地質(zhì)大學(xué)博士學(xué)位論文，2009

[3]李振峰，土壤固化劑無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)研究，吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006

[4]姜華，固化劑穩(wěn)定土路用性能試驗(yàn)研究，東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008

[5]郭宏峰，有機(jī)質(zhì)對(duì)水泥土強(qiáng)度影響的機(jī)理研究，同濟(jì)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文，2008

[6]周煒，纖維固化土抗裂抗凍耐久性試驗(yàn)研究，西北農(nóng)業(yè)科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008

[7]張麗娟，汪益敏等.電離子土壤固化劑加固土的壓實(shí)性能.華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2004

[8]汪益敏，張麗娟，蘇衛(wèi)國等.ISS加固土的試驗(yàn)研究[J]，2001

[9]王尚，張玉斌，卓建平.工SS離子穩(wěn)固劑穩(wěn)定土反應(yīng)機(jī)理及其應(yīng)用探討，公路，2005

[10]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).土工試驗(yàn)規(guī)程( JTG E40-2007)，中華人名共和國交通部，2007

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