石灰土灰剂量计算_石灰土施工灰剂量衰减的探讨

来源:手机 发布时间:2019-05-15 04:04:49 点击:

  摘要:通过试验检测,寻找石灰土施工过程中不同压实度、不同温湿度、不同灰剂量情况下石灰剂量衰减规律,以便减少石灰土施工过程中有效钙镁含量损失,从而使石灰土质量得到有效控制。
  关键词:石灰土;灰剂量;衰减
  中图分类号:S155.2+91 文献标识码:A文章编号:
  前言
  石灰土造价低廉且具有较高的强度、自成板体、稳定性和抗冻性优良等诸多的优点, 因此在我国公路建设被广泛应用于路基改善和路面底基层中。在城市道路工程施工中,石灰土的作用主要有两种,一是作为石灰稳定土应用于路床和路面底基层;二是作为石灰改善土应用于含水量过高的路基填土,从而降低“过湿土”的含水量,提高压实效率;或掺加到粘性过大的不良土质中,起到砂化作用。石灰稳定土的作用是经过灰土中火山灰物质的凝硬性反应,得到足够的强度和较强的板体性。而石灰改善土一般使用生石灰粉,目的是提高土的工作性能和抗剪强度,使土基性能在较经济的情况下达到充分压实的目的,并能够承受其上层摊铺时的施工机械作用。
  石灰稳定土的施工方法主要有路拌法与厂拌法两种,石灰改善土主要采用路拌法施工。无论何种施工方法,施工过程中控制的主要指标有含水量、灰剂量、压实度、颗粒大小、厚度等,其中灰剂量是至关重要的一个因素,灰剂量的大小影响到石灰土的强度、压实度的真假、最佳含水量等多种指标,对石灰土的最终质量具有十分重要的意义。而且随着石灰市场价格的走高,石灰土造价在工程预算中的比重也越来越大,如何准确计算出灰剂量,对合理确定石灰土造价也有十分重要的意义。
  1 石灰土的特性与强度形成原理
  1. 1 石灰土的特性
  ( 1) 整体性较好。由于机械的物理力学作用,石灰土摊平后,经过碾压机械碾压并经过一段时间养护,其强度随着时间的增加而增强,最后形成紧密的结合体,具有良好的整体性。
  ( 2) 强度较高。石灰土不但具有较高的抗压强度,而且具有一定的抗弯强度,且强度随温度及时间增长而增加。
  ( 3) 造价较低、有利环保。相对同样强度指标的水泥混凝土而言,其造价相对较低,不但有效的利用了工业废料,而且减少了空气污染,对环保起着促进作用,因发生反应时为放热反应,使之具有抗低温能力,优点是低温环境施工也可以利用自身的放热反应保证施工质量,因此,石灰土成为道路基层或底基层的理想材料。
  ( 4) 方便施工。由于其物理、化学反应速度较慢,其强度增加也较慢,在施工工艺上易于控制,从拌和到摊铺、碾压均有较长操作时间,为施工提供富余的时间,从拌和到碾压成型可以延长 24 ~48h,延长与否对其强度几乎没有影响,所以施工时受机械设备、雨水及人为因素影响相对较小。
  1. 2 石灰土强度形成原理
  在土中掺入适量的石灰,并在最佳含水量和最佳压实功状态下拌匀压实,使土的性质发生根本的变化。由于石灰土中的石灰与土体混合后发生了一系列化学与物理:(1)离子交换作用,石灰中的游离的钙离子同黏土矿物吸附综合体中的钠、氢离子发生了交换。( 2)火山灰作用,石灰与土中的活性氧化硅和氧化铝起化学反应。(3)碳酸化作用,石灰与土中或空气中的二氧化碳和水会产生碳化反应致使灰剂量随着时间的延长而逐渐减小。
  2 石灰土灰剂量试验检测分析
  石灰剂量是监理监控检测石灰土质量的关键指标,为使中吴大道改造工程现场检测的灰剂量更符合实际掺灰量,以便正确反映石灰的压实度及路基填料在压实后灰剂量损失情况,我们监理组制作了灰剂量随时间衰减的关系曲线,以更好的监控和指导工程施工和试验检测工作。以下是笔者结合灰土检测实际,阐述其关系曲线制作方法并对其提出初步的结论性见解。
  2.1 材料准备
  土选用低液限黏土,塑性指数IP=16,液限41%,塑限25%;石灰为Ⅱ级灰。活性钙镁含量62.8%。
  4%石灰土最大干密度1.791g/cm3,最佳含水量15.3%;10%石灰土最大干密度1.745 g/cm3,最佳含水量17.5%。
  石灰剂量标准曲线如下:
  
  2.2 石灰土灰剂量试验
  (1)试件制备
  将土和石灰过4.75mm筛孔,按最佳含水量分别配制4%、10%灰剂量试件,为了了解石灰土的松散时和压实时、室内和室外的衰减情况,本试验分别配制了4%、10%未压实的灰土混合料各1组用塑料袋密封好, 10%石灰土按95%压实度的试件2组,将其中1组用塑料袋封好,另一组置于施工现场同条件的土中。
  (2)灰剂量试验
  严格按JTG E51-2009规范中T0809-2009水泥或石灰稳定材料中水泥或石灰剂量测定方法进行试验。试验数据如下:
  
  
  2.3 从试验数据分析体会如下:
  (1)石灰土中石灰衰减速度拌和后3天内衰减速度最快,松散的衰减22-25%,压实的衰减40%左右,以后逐渐变慢;
  (2)密实的石灰土比松散的石灰剂量衰减快,因松散的石灰土中的土颗粒与石灰不能充分接触,反应速度相对较慢,因此衰减速度就慢些。
  (3)石灰剂量少的石灰土较石灰剂量大的衰减速度快。
  (4)本次试验时间从2010年8月7日开始至9月4日完成。8月7日至8月14日几乎无雨平均气温高达33OC,压实度为95%的石灰土室内与室外的石灰剂量衰减几乎相同。8月15日至9月4日多雷阵雨,因室外温、湿度变化较大,室内的比室外的石灰衰减速度慢。
  3结语
  公路工程石灰土施工环境条件十分复杂,石灰剂量衰减与当地的土质、石灰的质量、气候条件等诸多因素有关,笔者曾在2000年6月平均气温在18 OC左右时做过10%灰土衰减曲线,1个月衰减了20%,因此在工程施工过程中要很好的控制好石灰剂量还要根据实际施工时间和石灰质量多做衰减曲线,才能真正控制好石灰剂量,保证石灰土施工质量。
  参考文献
  [1]张建军论道路工程石灰土基层[J].城市建设理论研究,2011.
  [2]方晓娟.道路施工石灰土材料配制的有效方法[J].泰州理工大学学报,2010.
  [3]潘恒玉.公路工程中石灰土底基层施工工艺研究.[J] 中国新技术产品,2011.

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