楊銳，寧培淋，劉浩，王新國（1.廣州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州　510550；廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州　51050；.深圳市勘察研究院有限公司，廣東 深圳　51806；.廣東工業(yè)大學(xué)，廣東 廣州　510006）

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無機結(jié)合料穩(wěn)定的建筑垃圾路基填料干縮性能研究

楊銳1，4，寧培淋2，劉浩3，王新國4
（1.廣州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州510550；2廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州510520；3.深圳市勘察研究院有限公司，廣東 深圳518026；4.廣東工業(yè)大學(xué)，廣東 廣州510006）

為了解決無機結(jié)合料穩(wěn)定的建筑垃圾路基填料因干燥收縮產(chǎn)生的收縮變形問題，提高道路的使用壽命，采用室內(nèi)試驗分析方法，分別對水泥、石灰和粉煤灰、石灰和礦粉穩(wěn)定的建筑垃圾路基填料干縮性能進行研究。結(jié)果表明，摻入10%的石灰和粉煤灰及摻入10%的石灰和礦粉對路基填料干縮系數(shù)、干縮應(yīng)變、失水率的影響基本相同。摻入3%的水泥對路基填料干縮系數(shù)、干縮應(yīng)變的影響比摻入10%石灰和粉煤灰及10%石灰和礦粉更顯著，對路基填料失水率的影響比摻入10%石灰和粉煤灰及10%石灰和礦粉要小。

水泥；石灰和粉煤灰；石灰和礦粉；建筑垃圾；干縮性能

道路工程是建筑垃圾再生利用的一個重要方向，在濕度和溫度等周圍環(huán)境因素發(fā)生變化時，無機結(jié)合料穩(wěn)定的建筑垃圾路基填料會發(fā)生一定的收縮變形［1-6］。路基填料發(fā)生收縮變形會使道路產(chǎn)生裂縫，雨水就能沿著裂縫進入路基中，連同行駛車輛的循環(huán)荷載作用，最后引起道路結(jié)構(gòu)的破壞。因此，本文對無機結(jié)合料穩(wěn)定的建筑垃圾路基填料的干縮性能進行研究，為實際工程提供理論參考。

1　干縮試驗

1.1試驗原材料

試驗所用建筑垃圾樣本取自廣州荔灣某建筑工程項目，在工程現(xiàn)場對粗骨料和細骨料進行分開取樣。建筑垃圾樣本主要由廢混凝土、廢磚、廢砂石等構(gòu)成。水泥：采用佛岡縣某公司生產(chǎn)的32.5級普通硅酸鹽水泥，28 d抗壓強度35.6 MPa，初凝時間160 min，終凝時間226 min。石灰：取自佛山市某石灰加工廠，其中活性氧化鈣和氧化鎂含量為87.24%。Ⅰ級粉煤灰：取自鞏義市某粉煤灰廠，SiO246.89%，Al2O335.67%，F(xiàn)e2O32.63%。S95級礦粉：取自韶關(guān)某礦粉廠，SiO235.67%，Al2O312.98%，F(xiàn)e2O31.30%，CaO 44.06%。試驗原材料的各項性能指標(biāo)均符合JTJ 034—2000《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定。

1.2干縮試驗方法

原材料配合比不同時，路基填料的性質(zhì)也存在較大的差異。采用3%水泥、10%（石灰+粉煤灰）、10%（石灰+礦粉）對建筑垃圾路基進行穩(wěn)定，配合比如表1所示。

表1　不同類型路基填料的質(zhì)量配合比　%

參照JTG E51—2009《公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》規(guī)定，在室內(nèi)用靜壓法制備2組100 mm×100 mm×400 mm的梁式試件，試件成型后置于（20±2）℃、相對濕度在90%以上的恒溫恒濕養(yǎng)護室中養(yǎng)護7 d。然后，取其中1組試件在兩端安裝千分表測試其變形值，另1組試件測試其失水率。

失水率的計算公式為：

干縮應(yīng)變的計算公式為：

干縮系數(shù)的計算公式為：

式中：ωi——第i次失水率，%；

mi、mi+1——第i、i+1次標(biāo)準(zhǔn)試件稱量質(zhì)量，g；

mp——標(biāo)準(zhǔn)試件烘干后恒量，g；

εi——第i次干縮應(yīng)變，%；

δi——第i次觀測干縮量，mm；

l——標(biāo)準(zhǔn)試件的長度，mm；

αdi——第i次干縮系數(shù)，%。

2　干縮試驗結(jié)果及分析

2.1路基填料的平均干縮系數(shù)分析

平均干縮系數(shù)能夠直接體現(xiàn)路基填料的干縮性能，不同配合比路基填料A、B、C、D的平均干縮系數(shù)見表2。

表2　不同配合比路基填料的平均干縮系數(shù)

由表2可知，D配比路基填料的平均干縮系數(shù)比B配比路基填料的略小，說明在摻量相同時，石灰+礦粉比石灰+粉煤灰對路基填料平均干縮系數(shù)的影響略小。A配比路基填料的平均干縮系數(shù)遠大于B、D配比路基填料的平均干縮系數(shù)，說明外加3%水泥對路基填料平均干縮系數(shù)的影響較大，可見，水泥比石灰+粉煤灰、石灰+礦粉對路基填料平均干縮系數(shù)的影響更顯著［7］。A配比路基填料的平均干縮系數(shù)小于C配比路基填料的平均干縮系數(shù)，可見，在外加3%水泥同時，另摻入10%的石灰+粉煤灰會促進路基填料平均干縮系數(shù)的增大，增加路基填料的干縮變形。

2.2路基填料干縮應(yīng)變-時間關(guān)系分析（見圖1）

圖1　路基填料干縮應(yīng)變-時間關(guān)系曲線

由圖1可知，隨著時間的延長，A、B、C、D配比路基填料的干縮應(yīng)變均逐漸增大。前15 d，A、B、C、D配比路基填料干縮應(yīng)變的增長速度較快，之后的增長速度較小。C配比路基填料的干縮應(yīng)變大于A、B配比路基填料，可見，路基填料的干縮應(yīng)變是由水泥和石灰+粉煤灰的共同作用產(chǎn)生的，其中水泥占主導(dǎo)地位。A配比路基填料的干縮應(yīng)變遠大于B、D配比路基填料，可見水泥對混合料干縮應(yīng)變的影響遠比石灰+粉煤灰或者石灰+礦粉的影響大。B配比路基填料的干縮應(yīng)變比D配比路基填料的略大，說明在摻量相同時，石灰+粉煤灰對路基填料干縮應(yīng)變的影響比石灰+礦粉的影響略大。

2.3路基填料失水率-時間關(guān)系分析（見圖2）

圖2　路基填料失水率-時間關(guān)系曲線

由圖2可知，前15 d，A、B、C、D配比路基填料的失水率變化較大，之后變化較小，并逐步趨于穩(wěn)定。B配比路基填料與D配比路基填料的失水率隨時間變化曲線基本一致，可見在摻量同為10%時，石灰+粉煤灰和石灰+礦粉對路基填料失水率的影響基本一致。A配比路基填料的失水率比B、D配比路基填料的失水率要小，說明水泥比石灰+粉煤灰或者石灰+礦粉對路基填料失水率的影響要小。A配比路基填料的失水率小于C配比路基填料，可見在水泥穩(wěn)定的建筑垃圾路基混合料中，摻入石灰+粉煤灰會促進路基填料失水率的增大。B配比路基填料的失水率大于C配比路基填料，可見在石灰+粉煤灰穩(wěn)定的建筑垃圾路基填料中，外加水泥可抑制路基填料失水率的增大。

2.4路基填料干縮系數(shù)-時間關(guān)系分析（見圖3）

圖3　路基填料干縮系數(shù)-時間關(guān)系曲線

由圖3可知，A、C配比路基填料的干縮系數(shù)隨著時間的延長而逐漸變小，B、D配比路基填料的干縮系數(shù)隨著時間的延長而逐漸變大。A、B配比路基填料的干縮系數(shù)小于C配比路基填料，可見摻入10%的石灰+粉煤灰和外加3%的水泥都會促進路基填料干縮系數(shù)的增長。B、D配比路基填料干縮系數(shù)隨時間的變化基本一致，說明摻入石灰+粉煤灰和石灰+礦粉對路基填料干縮系數(shù)的影響基本一致。A配比路基填料的干縮系數(shù)大于B、D配比路基填料，說明水泥比石灰+粉煤灰或者石灰+礦粉對路基填料干縮系數(shù)的影響要大。

3　結(jié)論

（1）摻入3%的水泥比摻入10%的石灰+粉煤灰和10%的石灰+礦粉對路基填料干縮系數(shù)的影響更顯著，摻入10%的石灰+粉煤灰和10%的石灰+礦粉對路基填料干縮系數(shù)的影響基本相同。

（2）摻入3%的水泥對路基填料干縮應(yīng)變的影響遠比摻入10%的石灰+粉煤灰和10%的石灰+礦粉的影響大，摻入10%的石灰+粉煤灰對路基填料干縮應(yīng)變的影響比摻入10%的石灰+礦粉的影響略大。

（3）摻入10%的石灰+粉煤灰和10%的石灰+礦粉對路基填料失水率的影響基本相同，比摻入3%的水泥對路基填料失水率的影響要大。

［1］張敏江，薛常安，于保陽.低水泥劑量穩(wěn)定級配碎石綜合收縮性能評價指標(biāo)的研究［J］.沈陽建筑大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2015（9）：78-79，183．

［2］王琦.水泥穩(wěn)定鑄造廢砂路用性能研究與應(yīng)用［J］.四川水泥，2015 （10）：73-74．

［3］李燦華，向曉東，劉思，等.半剛性鋼渣基層材料性能試驗研究［J］.礦產(chǎn)綜合利用，2015（6）：73-77．

［4］曾夢瀾，吳盛華，胡冰，等.水泥穩(wěn)定鋼渣-碎石路面基層材料試驗研究［J］.湘潭大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報，2011，33（1）：29-33．

［5］武雙磊，徐建根，盛月強，等.摻垃圾焚燒爐渣水泥的重金屬浸出特性［J］.新型建筑材料，2015（9）：34-37．

［6］郭根勝，張浩寧，馬越.摻破口礫石的水泥穩(wěn)定砂礫路面基層強度試驗研究［J］.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2015（3）：107-113．

［7］吳英彪，石津金，張秀麗，等.建筑垃圾再生集料在道路工程中的應(yīng)用［J］.建設(shè)科技，2014（1）：45-48，51．

Study on dry shrinkage performance of subgrade filled with construction waste stabilized by inorganic binder

YANG Rui1，4，NING Peilin2，LIU Hao3，WANG Xinguo4
（1.Guangzhou Vocational College of Science and Technology，Guangzhou 510550，China；2.Guangdong Communication Polytechnic，Guangzhou 510520，China；3.Shenzhen Investigation&Research Institute Co.Ltd.，Shenzhen 518026，China；4.Guangdong University of Technology，Guangzhou 510006，China）

In order to solve the contraction deformation problem of construction waste subgrade stabilized by inorganic binder caused due to dry shrinkage，improve the service life of the road，the dry shrinkage performances of subgrade filled with construction waste which stabilized by cement，lime and fly ash，lime and slag powder were researched respectively through indoor test.The results showed that：the influence of material mixed with 10%lime and fly ash on dry shrinkage coefficient，dry shrinkage strain，rate of water loss of the subgrade filling material is similar to that mixed with 10%lime and slag powder.The influence of material mixed with 3%cement on dry shrinkage coefficient，dry shrinkage strain of the subgrade filling material is very bigger than that mixed with 10%lime and fly ash，mixed with 10%lime and slag powder，while its influence on rate of water loss of the subgrade filling material is smaller than the latter two.

cement，lime and fly ash，lime and slag powder，construction waste，dry shrinkage performance

TU472

A

1001-702X（2016）06-0029-03

全國建材職業(yè)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會科研項目（JCZY1519）；

廣州市建設(shè)國家級科技思想庫研究項目（2013SX012）；

廣州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院項目（2014ZR01）

2016-03-14；

2016-05-05

楊銳，女，1959年生，河南鄭州人，教授，博士，主要研究方向為環(huán)境巖土工程、建筑垃圾資源化等。E-mail：1753262401@qq. com。通訊作者：寧培淋，地址：廣州市天河區(qū)天源路789號，E-mail：ningpeilin@foxmail.com。