脫硫石膏對水泥穩(wěn)定碎石基層強度影響的試驗研究

侯 立 國

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

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脫硫石膏對水泥穩(wěn)定碎石基層強度影響的試驗研究

侯 立 國

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

對摻有不同摻量脫硫石膏的水泥穩(wěn)定碎石混合料進行擊實試驗，確定其最佳含水率和最大干密度，并以最佳含水率制作強度試件，測定其強度并對強度影響規(guī)律進行了分析。

脫硫石膏，水泥穩(wěn)定碎石，粉煤灰，最佳含水率

1 概述

脫硫石膏是我國大型鋼鐵企業(yè)燒結煙氣脫硫裝置產(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)境問題[1]。水泥穩(wěn)定碎石基層材料是我國公路基層中較常用的材料之一，其具有成本低廉、強度高、耐久性好等優(yōu)點，但也有早期強度低，抗變形能力低等缺點，尤其在環(huán)境溫度和濕度變化較大的地區(qū)，使用時極易開裂，當其產(chǎn)生的裂縫反射到瀝青路面面層時，就會導致路面的整體破壞，或降低道路的品質(zhì)。目前仍沒有有效的方法防止水泥穩(wěn)定碎石基層的開裂[2]。本試驗擬用脫硫石膏摻入水泥穩(wěn)定碎石基層中，來改善水泥穩(wěn)定碎石基層的性能。試驗主要進行了擊實試驗來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。并對具有最大干密度的試件測定7 d無側限抗壓強度[3]。

2 試驗

2.1 原材料

1)水泥采用唐山冀東水泥P.O42.5級水泥，技術標準符合GB 175—2007通用硅酸鹽水泥規(guī)定，實測28 d抗壓強度49.7 MPa，抗折強度8.5 MPa。

2)粉煤灰采用唐山電廠產(chǎn)Ⅱ級粉煤灰，45 μm篩余量為8%。

3)碎石及砂篩分析數(shù)據(jù)見表1。

表1 碎石及砂的篩余量

對碎石及砂的級配設計主要使用試配法，借助電子表格，確定級配碎石的配合比為1號碎石∶2號碎石∶3號碎石∶砂=10%∶25%∶30%∶35%。驗算其通過率符合要求。

4)脫硫石膏為唐山電廠，數(shù)據(jù)分析見表2。

表2 脫硫石膏硫酸鈣數(shù)據(jù)分析 %

2.2 擊實實驗

在水泥穩(wěn)定碎石混合料中按不同比例摻加脫硫石膏，分別對不同配合比進行擊實試驗。擊實試驗采用重型擊實標準，按交通部規(guī)范T 0804—94執(zhí)行，用甲法擊實。實驗配合比見表3。

2.3 擊實試驗

通過擊實試驗確定了各組配合比的最佳含水率與最大干密度，見表4。

表3 實驗分組配合比 %

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無側限抗壓強度實驗

脫硫石膏改善水泥穩(wěn)定碎石混合料的7 d無側限抗壓強度試驗按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，標準恒溫恒濕箱內(nèi)養(yǎng)生6 d，再飽水養(yǎng)生1 d，測試7 d齡期的無側限抗壓強度。

表5 水泥穩(wěn)定碎石混合料的7 d無側限抗壓強度試驗結果 MPa

3 結論與討論

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(1.5%)，在水泥及級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。而對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(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。總體來講，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齡期無側限抗壓強度普遍降低，但其強度均滿足國家標準要求。試驗數(shù)據(jù)表明，摻有粉煤灰的混合料加入脫硫石膏后，其強度比不摻粉煤灰的混合料強度要高。主要原因有兩點：1)脫硫石膏對水泥有一定的緩凝作用;2)脫硫石膏對粉煤灰的活性有一定的激活作用。可見脫硫石膏對水泥穩(wěn)定碎石混合料是可行的。

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

[2] 查旭東,曹艷霞,劉國才.抗裂型水泥穩(wěn)定碎石配合比設計及路用性能研究[J].長沙理工大學學報(自然科學版),2013,10(1):1-6.

[3] 張嘎吱,沙愛民.水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層的齡期和強度[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(1974- )，男，高級工程師

U414

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