CHF固化劑穩定黏土的力學性質研究

楊丹彤張 楊

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

CHF固化劑穩定黏土的力學性質研究

楊丹彤1張 楊2

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

本文采用重慶地區黏土和當地的水泥、石灰和CHF固化劑，進行最優配合比設計，對CHF固化劑水泥石灰穩定土的力學性能進行研究和分析。研究發現，CHF固化劑對水泥-石灰穩定土的無側限抗壓強度和劈裂強度有一定的改善作用，其中對無側限抗壓強度的影響較明顯，對劈裂強度的影響不明顯。

CHF固化劑；穩定土；黏土；力學性能

1 前言

在公路建設中，土使用較為廣泛，由于各個地區的土質條件不同，土的性質不同，土的基本性質不能夠滿足高等級公路的建設的要求，因此需要對土進行加固。在長期的應用中，人們發現傳統的固化材料無法滿足工程建設的需求[1]。從國內外的相關研究資料可知，土壤固化劑對土有更好的加固效果，對不同土性的土都有一定的改善效果。因此，從經濟效益和技術性質等方面考慮，采用土壤固化劑對土加固具有重要的意義。

2.配合比設計

2.1 試驗方案

采用重慶地區黏土，32.5R復合硅酸鹽水泥和當地產鈣質生石灰。通過查閱《固化類路面基層和底基層技術規程》（CJJ/T 80-1998）、《公路路面基層施工技術規范》（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CHF固化劑的加固效果較好且經濟效益較高。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個配比。對12個配比進行7d無側限抗壓強度的比較，確定出最優配合比。

2.2 混合料擊實試驗

取一定量烘干的黏土，采用重型II-1方法對混合料進行擊實試驗。根據試驗得到的結果進行繪圖求得混合料最大干密度，結果見表3。

表3 混合料的最優含水率和最大干密度

2.3 最優配合比的確定

本文以CHF固化劑-水泥-石灰穩定土的7d無側限抗壓強度作為標準，從中選出最優的配合比。對12組進行7d無側限抗壓強度測試，結果見表4。

表4 全部試驗配合比7d無側限抗壓強度值

從表4中的數據可以看出， 6%水泥+3%石灰+0.02%CHF固化劑的無側限強度最高，確定為最優配合比。

3.CHF固化劑穩定黏土的力學性質

3.1 試驗方案

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）進行7d、28d、60d無側限、劈裂強度，分析摻入CHF固化劑后對水泥-石灰穩定土的力學性質的影響和分析不同齡期對這兩個配比的力學性質的影響。

3.1.1 CHF固化劑對無側限抗壓強度的影響

為研究固化劑對水泥-石灰穩定土的無側限抗壓強度的影響，對配合比①和配合比②進行7d、28d、60d無側限抗壓強度的測試，結果見表5。

表5 配合比①、② 7d、28d、60d無側限抗壓強度

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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限抗壓強度相比，無側限抗壓強度有一定的增加；從7d、28d、60d的無側限抗壓強度可知，固化劑對水泥-石灰穩定土無側限抗壓強度在初期（7d）和后期（60d）的增量較大的，其中CHF固化劑在60d齡期時對水泥-石灰穩定土的無側限抗壓強度提高最大； CHF固化劑對提高水泥-石灰穩定土的無側限抗壓強度有一定的改善作用。

3.1.2 不同齡期對無側限抗壓強度的影響

根據上文表5的數據可知：加固化劑的水泥-石灰穩定土與不加固化劑的水泥-石灰穩定土都隨著齡期的增長而增加，前7天的強度增長較快，隨著齡期的增長無側限抗壓強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限抗壓強度增長趨勢相差不大，28d齡期后加入固化劑的無側限抗壓強度增長趨勢明顯高于不加固化劑的強度變化趨勢，CHF固化劑的改善作用體現在后期強度上。

3.2.1 CHF固化劑對劈裂強度的影響

配合比①與配合比②的劈裂強度結果見表7，通過數據對比，分析其摻入固化劑對劈裂強度的影響。

表7 配合比①、②的7d、28d、60d劈裂強度

從表7可得出結論：加入固化劑對水泥-石灰穩定土的劈裂強度有一定改善，由于改善后強度也很小，說明固化劑對水泥-石灰穩定土的劈裂強度改善效果不明顯。

4.結語

（1）CHF固化劑對水泥-石灰穩定土的無側限抗壓強度和劈裂強度都有一定增強作用，其中對無側限抗壓強度的增強作用較明顯；對劈裂強度的增強作用不明顯。

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

[1]盧雪松，離子土壤固化劑加固武漢紅色粘土的試驗效果及其機理研究，中國地質大學博士學位論文，2010

[2]崔德山，離子土壤固化劑對武漢紅色黏土結合水作用機理研究，中國地質大學博士學位論文，2009

[3]李振峰，土壤固化劑無側限抗壓強度試驗研究，吉林大學碩士學位論文，2006

[4]姜華，固化劑穩定土路用性能試驗研究，東北林業大學碩士學位論文，2008

[5]郭宏峰，有機質對水泥土強度影響的機理研究，同濟大學工學碩士學位論文，2008

[6]周煒，纖維固化土抗裂抗凍耐久性試驗研究，西北農業科技大學碩士學位論文，2008

[7]張麗娟，汪益敏等.電離子土壤固化劑加固土的壓實性能.華南理工大學學報(自然科學版)，2004

[8]汪益敏，張麗娟，蘇衛國等.ISS加固土的試驗研究[J]，2001

[9]王尚，張玉斌，卓建平.工SS離子穩固劑穩定土反應機理及其應用探討，公路，2005

[10]中華人民共和國行業標準.土工試驗規程( JTG E40-2007)，中華人名共和國交通部，2007

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