【doc】磨细生石灰—粉煤灰稳定碎石早强特性的研究

【doc】磨细生石灰—粉煤灰稳定碎石早强特性的研究 磨细生石灰—粉煤灰稳定碎石早强特性的 研究 皿一2 Vol16No.2公路交通科技1999年6月 JOURNALOFHIGHWAY.'ANDTRANSPORTATIONRESEARCHANDDE~,rELc里NT 磨细生石灰一粉煤灰 稳定碎石早强特性的研究 徐江萍陈庆亭 (西安公路交通大学西安710064) ? f lI.2J6 摘要本文通过对比试验,研究了生石灰—柑煤灰稳定碎石的强度特点及规律.研究成果对生石灰一粉煤灰稳定碎 底 粥.关键词生互盘垃自墨生石.?塑堡,^l蝣. ResearchonEarly-strengthPropertiesofBrokenStoneStabilizedwithCaO&Fly-ash XuJianglAng01enOingting (Si'anHJghwayUniversity,Sian) AbstractThroughe~npm-ativetest.thestrengthpropertiesandregularityofbrokenstonesta bilizedwithCaOandfly-ashave stuchedandanalysedinthispaperTheresults&l-euseful{or:suchbasecourseofpavem ent. KeywordsGaOFlyashBrokenstoneEarly 由于石灰一粉煤灰稳定碎石具有较高的强度和整 体性,以及较好的水稳性和一定的抗冻性,因而被广 泛地用于路面的基层和底基层结构近年来,国内外 愈来愈多地用磨细生石灰代替熟石灰用于稳定土,其 强度,刚度和稳定性均高于熟石灰稳定土.本文通过 室内试验,研究分析了生石灰一粉煤灰稳定碎石早期 强度的规律. 1生石灰-粉煤灰稳定碎石早期强度的试验与研究 11原材料 生石灰:用生石灰块磨细并过0.6mm筛,化学 成分见表1 生石灰,熟石灰CaO,M0含量裹1 生石灰(%)89.37 熟石藏(%】7038 熟石灰:用生石灰块消解而成,并过0.6nlt]]筛. 粉煤灰:坝桥电厂产,化学成分见表2. 粉煤灰化学成分裹2 碎石:石灰岩,压碎值为20.3%. 级配碎石采用《公路路面基层施工技术规范》 (JTJ034—93)中推荐的石灰工业度渣稳定土中碎石的 通过百分率.所采用的间断级配见表3. 间断级配通过百分率裹3 1.2试验结果与分析研究 1.21生石灰-粉煤灰稳定碎石与消石灰.煤灰稳定 碎石的早强对比试验. 试验依据:《公路工程无机结台料稳定材料试验 规程》(JTJ057—94). 试验组与对比组采用的配比,击实结果及强度试 验结果见表4及表5. 收稿日期1998-07-13第一作者女,1965年生,讲师 磨细生石灰一粉煤灰稳定碎石早强特性的研究徐江萍等 注:?表中w——最佳音水量;——最大干密度.@豆——吨承抗压强度平均值,C— —变异系数?足=R1645a,以下N. 生石灰一粉煤灰稳定碎石早期强度试验结果表5 由于生石灰遇水熟化为消石灰,若用烘箱法测出 的最佳含水量w.去成型试件或施工时,用水量必然 不足,因此,应该用晟大干密度对应的初始加水量 (Wn)去成型后面的试件 试验表明,生石灰一粉煤灰碎石的7d抗压强度高 于消石灰粉煤灰碎石,平均高43%,相同配比的(7: l8:75),即B与C,采用生石灰比用消石灰的7d强度 提高了55%,28d强度提高了7%.分析其原因,在反 应初始,生石灰消解可放出大量热能(每克分子释放 6.48×1OJ),加速灰土的硬化另外,刚消解的石灰 呈胶状氢氧化钙,其活性和溶解度均较高,能保证石灰 与粉煤灰之间的火山灰反应更好地作用,因而采用生 石灰的7天强度明显高于采用消石灰的. 但是到了后期,生石灰的水化热基本散失,热量 的优势已不复存在,因而28天强度的增长并不明显. 表5数据还表明,在一定范围内随着生石灰含量 增加,早期强度呈现上升的趋势,见图1. 图1生石灰_柑煤灰碎石盟消藏 一 粉煤灰碎石的早期强度 1.22碎石含量对生石灰一粉煤灰稳定碎石强度的影响 分别采用碎石含量为7O%,75%,8O%,85%; 石灰:粉煤灰=1:2,试验结果见表6,试验中生石灰 与粉煤灰之比均为1:2. 骨科含量对生石灰一粉煤灰稳定碎石强度的影响表6 为使二灰结合料的胶结作用和集料的嵌挤作用共式算得其理论密度p 同发挥,一实方体的半刚性基层材料,晟多只能用一 松方的集料.这样,集料刚刚靠拢而不密实,剩余空 隙部分才有可能全为结合料所填充,经充分压实后, 可得到强度大,收缩系数小,动稳定性,抗裂性,耐 久性都好的半刚性基层.集料太多,结合料难以填满 空隙,不能成为整体性的半刚性基层.强度也差. 以下通过计算确定集料的最佳含量 (1)测出所采用集料的松散堆积密度; (2)求该集料各组成颗粒相对密度n,并按下 一 一 AlA2. A3 TT P1P2p3 式中,Al,A2,A3——组成中粗集料(>2.5mm), 细集料(2.5,0.074ram)和粉料(<0.074ram)的 重量百分率(%); Pl,P1,P1——粗集料,细集料和粉料的颗粒相 对密度. (3)求集料在半刚性材料中所占的体积v 图 公路交通科技1999年第2期 v/p 则一个实方体中的空隙V=1v (4)试验得采用结合料的最大于密度(g/ m).此最大干密度的结合料填满集料空隙中,则 一 实方体中结合料的重量为m(1一V). 本试验集料最佳重量比计算见表7. 集料的最佳重量比计算衰7 指P vv 冈结合料集料含 标(g佃)(g/c~)(g,cm)(1V):集辩量(%) 结 果1552680580421580?66066:1_55701 试验表明,随着骨料含量的增加,7天与28天 的强度均有下降的趋势由于混合料的破坏是浆体的 破坏和骨料与浆体粘结界面的破坏,当骨料含量? 的增加,结合料减少,碎石与浆体之间的界面增多, 且浆体变薄,也就是增加了整个混合料的薄弱环节 因此,当集料含量多于最佳用量时,随着碎石含量的 增多,强度呈现下降的趋势. 另外,《公路路面基层施工技术规范》中规定二 灰碎石含量在80%以上,主要是从减少整体收缩性 能的角度考虑,胶结料越多,温缩与干缩越严重,基 层越易产生开裂但实践证明,碎石含量高于80% 而细料不足时,施工时很难拌和与碾压成型与整平, 本文所做的结果从强度与施工角度来讲,都更为合 理. 123碎石级配类型对生石灰一粉煤灰稳定碎石早期 强度的影响 连续级配和间断级配的选择1.1所述,试验结果 见表8.试验中所采用的配比为生石灰:粉煤灰:碎石 70%时,碎石已成为密实骨架结构,此时,随着碎石=10:20:70. 不同级配类型的生石灰?粉煤灰碎石的早期强度衰8 试验结果显示出,采取间断级配的二灰稳定碎石 的强度高于连续级配的.7天和28天的强度分别提 高16%和9%,见图2间断级配是符合魏矛斯粒子 囡 7d28d 图2不同级配类型的生石灰一粉煤灰碎石的早期强度 干涉理论的,该理论认为,为达到最大密度,前一级 颗粒之间的空隙,应由次一级颗粒所填充,但填隙的 颗粒粒径不得大于其间隙之距离,否则,大小颗粒粒 子之间势必发生干涉现象,这样,相邻粒子之间必然 会出现不连续的级配,而连续级配是逐级粒径均有, 相临粒子之间会互相干涉,从以上的理论分析中知 道,间断级配集料的空隙率小于连续级配的,且石料 表面积小,结合料的效果发挥得更为充分,因而强度 增高.以上试验恰好证实了这一点,这一点从最大干 密度也可以反映出来:在配比相同的前提下,采用间 断级配混合料的最大干密度比连续级配混合料的最大 干密度提高了2.7%. 2结论 (1)当配比相同时,二灰碎石采用生石灰可以明 显地提高7d的抗压强度. (2)当碎石含量大于最佳值时,随着碎石含量的 增加,生石灰?粉煤灰碎石的强度下降. (3)采用间断级配可以提高生石灰?粉煤灰碎石 的早期强度. 参考文献 1强登良等.半刚性基层沥青路面北京}人民交通出版社,1991 2许永明.粉煤灰应用于道路工程的研究.西安公路学院, 1983(1) 3林绣贤路面材料组成的基本理论及其应用.华东公路,1988 (1) 圆 T 4320