不同年份赤泥路面基層材料性能比較及強(qiáng)度機(jī)理.pdf

1、本文通過一系列性能對比實(shí)驗(yàn)，對三種由不同年份的燒結(jié)法赤泥（分別是堆存時間為三年、五年和十年以上的赤泥）制備的路基材料進(jìn)行性能比較。以石灰、粉煤灰、壓實(shí)度為因素設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，分析它們對強(qiáng)度的影響。通過原料組成對比試驗(yàn)和32.5普通硅酸鹽水泥、β-半水石膏兩種外加劑對比試驗(yàn)，分析各組分對強(qiáng)度的影響。對試驗(yàn)中有代表性的樣品的微觀分析（X射線衍射、掃描電鏡和能譜分析），探討赤泥路基的強(qiáng)度形成機(jī)理。
　　 性能對比實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：

2、在赤泥摻量占原料干質(zhì)量總和的70%以上的情況下，三種赤泥路基材料的7天無側(cè)限飽水抗壓強(qiáng)度均能滿足高速和一級公路對基層的抗壓強(qiáng)度的要求。三種赤泥路基均具有較高的早期強(qiáng)度，而且赤泥原料堆存時間越長，用其制備的路基工程性能越優(yōu)。在一般施工條件下（壓實(shí)度95%），三年赤泥路基的最佳原料配合比為赤泥∶粉煤灰∶石灰=75∶15∶10，五年赤泥路基和十年以上赤泥路基的最佳原料配合比均為75∶10∶15。所有路基強(qiáng)度的影響因素中，石灰是最顯著的因素，三

3、種赤泥路基的石灰效應(yīng)都是隨劑量的增大強(qiáng)度明顯增大。外加劑對比試驗(yàn)得出，32.5普通硅酸鹽水泥的最佳劑量為1%，β-半水石膏的合適外加劑量為1～3%，后者的早期效果較好。
　　 微觀分析結(jié)果表明：赤泥路基強(qiáng)度的形成是復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)、物理-化學(xué)反應(yīng)及物理-力學(xué)過程的相互影響和交叉。其中，水化反應(yīng)和結(jié)晶作用產(chǎn)生的凝膠（主要是水化硅酸鈣）和晶體是主要的強(qiáng)度貢獻(xiàn)者。隨著赤泥路基的齡期增長，形成的膠體、晶體不斷增多、長大，彼此逐漸接觸、交叉

4、、填充，將未參加化學(xué)反應(yīng)的顆粒粘結(jié)在一起，形成一個致密的膠體-晶體的空間網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)，使路基混合料獲得穩(wěn)定的強(qiáng)度。
　　 在現(xiàn)實(shí)施工中，由于三年赤泥原料顆粒固結(jié)塊本身強(qiáng)度低，赤泥與石灰、粉煤灰三者之間的反應(yīng)是路基強(qiáng)度形成的主要作用；隨著堆存時間的增加，雖然赤泥原料中硅酸二鈣等水泥類活性成分逐漸減少，但赤泥顆粒固結(jié)形成的具有一定強(qiáng)度的團(tuán)聚塊，可以產(chǎn)生部分骨料的效果，因此赤泥路基主要通過赤泥與石灰、粉煤灰三者之間產(chǎn)生的膠凝作用使赤泥