侯 立 國(guó)

(唐山市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站，河北 唐山 063000)

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脫硫石膏對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究

侯 立 國(guó)

(唐山市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站，河北 唐山 063000)

對(duì)摻有不同摻量脫硫石膏的水泥穩(wěn)定碎石混合料進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，確定其最佳含水率和最大干密度，并以最佳含水率制作強(qiáng)度試件，測(cè)定其強(qiáng)度并對(duì)強(qiáng)度影響規(guī)律進(jìn)行了分析。

脫硫石膏，水泥穩(wěn)定碎石，粉煤灰，最佳含水率

1 概述

脫硫石膏是我國(guó)大型鋼鐵企業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫裝置產(chǎn)生的工業(yè)廢料，如何正確的處置這些脫硫石膏成為一大環(huán)境問(wèn)題[1]。水泥穩(wěn)定碎石基層材料是我國(guó)公路基層中較常用的材料之一，其具有成本低廉、強(qiáng)度高、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，但也有早期強(qiáng)度低，抗變形能力低等缺點(diǎn)，尤其在環(huán)境溫度和濕度變化較大的地區(qū)，使用時(shí)極易開(kāi)裂，當(dāng)其產(chǎn)生的裂縫反射到瀝青路面面層時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致路面的整體破壞，或降低道路的品質(zhì)。目前仍沒(méi)有有效的方法防止水泥穩(wěn)定碎石基層的開(kāi)裂[2]。本試驗(yàn)擬用脫硫石膏摻入水泥穩(wěn)定碎石基層中，來(lái)改善水泥穩(wěn)定碎石基層的性能。試驗(yàn)主要進(jìn)行了擊實(shí)試驗(yàn)來(lái)確定不同配合比的水泥穩(wěn)定碎石混合料的最佳含水率與最大干密度。并對(duì)具有最大干密度的試件測(cè)定7 d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度[3]。

2 試驗(yàn)

2.1 原材料

1)水泥采用唐山冀東水泥P.O42.5級(jí)水泥，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)符合GB 175—2007通用硅酸鹽水泥規(guī)定，實(shí)測(cè)28 d抗壓強(qiáng)度49.7 MPa，抗折強(qiáng)度8.5 MPa。

2)粉煤灰采用唐山電廠(chǎng)產(chǎn)Ⅱ級(jí)粉煤灰，45 μm篩余量為8%。

3)碎石及砂篩分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 碎石及砂的篩余量

對(duì)碎石及砂的級(jí)配設(shè)計(jì)主要使用試配法，借助電子表格，確定級(jí)配碎石的配合比為1號(hào)碎石∶2號(hào)碎石∶3號(hào)碎石∶砂=10%∶25%∶30%∶35%。驗(yàn)算其通過(guò)率符合要求。

4)脫硫石膏為唐山電廠(chǎng)，數(shù)據(jù)分析見(jiàn)表2。

表2 脫硫石膏硫酸鈣數(shù)據(jù)分析 %

2.2 擊實(shí)實(shí)驗(yàn)

在水泥穩(wěn)定碎石混合料中按不同比例摻加脫硫石膏，分別對(duì)不同配合比進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)。擊實(shí)試驗(yàn)采用重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，按交通部規(guī)范T 0804—94執(zhí)行，用甲法擊實(shí)。實(shí)驗(yàn)配合比見(jiàn)表3。

2.3 擊實(shí)試驗(yàn)

通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)確定了各組配合比的最佳含水率與最大干密度，見(jiàn)表4。

表3 實(shí)驗(yàn)分組配合比 %

表4 各組水泥穩(wěn)定碎石混合料的最佳含水率與最大干密度

2.4 水泥穩(wěn)定碎石7 d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)

脫硫石膏改善水泥穩(wěn)定碎石混合料的7 d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)按T 0805—94交通部規(guī)范執(zhí)行，采用φ150×150 mm試模成型，每組三塊試件。在室內(nèi)按最佳含水量和最大干密度靜壓成型試件，標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕箱內(nèi)養(yǎng)生6 d，再飽水養(yǎng)生1 d，測(cè)試7 d齡期的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。

表5 水泥穩(wěn)定碎石混合料的7 d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果 MPa

3 結(jié)論與討論

由表4可知，在水泥穩(wěn)定碎石混合料中摻入脫硫石膏后，最佳含水率稍有下降(1.8%)，而最大干密度稍有增長(zhǎng)(1.5%)，在水泥及級(jí)配碎石用量不變的情況下，隨加入脫硫石膏比例加大，最大干密度呈上升趨勢(shì)。而對(duì)不摻粉煤灰的水泥穩(wěn)定碎石混合料中摻入脫硫石膏后，最佳含水率也有下降(3.3%)，而最大干密度也有增長(zhǎng)(4.3%)，隨脫硫石膏摻量的增加，其最佳含水率反而有所增加，但最大干密度仍呈增加趨勢(shì)?？傮w來(lái)講，在水泥穩(wěn)定碎石混合料中加入脫硫石膏后，其混合料的最大干密度比不加脫硫石膏組的均有提高。

由表5可知，含有脫硫石膏的水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石混合料中，7 d齡期無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度普遍降低，但其強(qiáng)度均滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，摻有粉煤灰的混合料加入脫硫石膏后，其強(qiáng)度比不摻粉煤灰的混合料強(qiáng)度要高。主要原因有兩點(diǎn)：1)脫硫石膏對(duì)水泥有一定的緩凝作用;2)脫硫石膏對(duì)粉煤灰的活性有一定的激活作用?？梢?jiàn)脫硫石膏對(duì)水泥穩(wěn)定碎石混合料是可行的。

[1] 謝建海,亢虎寧,趙黨會(huì),等.脫硫石膏的性能及其作為水泥緩凝劑的應(yīng)用[J].中國(guó)非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊,2012(5):16-18.

[2] 查旭東,曹艷霞,劉國(guó)才.抗裂型水泥穩(wěn)定碎石配合比設(shè)計(jì)及路用性能研究[J].長(zhǎng)沙理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013,10(1):1-6.

[3] 張嘎吱,沙愛(ài)民.水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層的齡期和強(qiáng)度[J].公路交通科技,2005,22(6):27-29.

The test research on the influence of desulfurized gypsum to cement stabilized macadam base strength

Hou Liguo

(Tangshan Construction Engineering Quality Supervision and Inspection Station, Tangshan 063000, China)

This paper made test to cement stabilized macadam mixture with different mixing amount of desulfurized gypsum, determined the optimum moisture content and dry density, and taking optimum moisture content production strength specimens, measured its strength and analyzed the influence laws of strength.

desulfurized gypsum, cement stabilized macadam, fly ash, optimum moisture content

1009-6825(2017)16-0121-02

2017-03-06

侯立國(guó)(1974- )，男，高級(jí)工程師

U414

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