CHF固化剂稳定黏土的力学性质研究

杨丹彤张 杨

(1重庆交通大学 土木工程学院 重庆 400074 2中交二航局 重庆 400042)

CHF固化剂稳定黏土的力学性质研究

杨丹彤1张 杨2

(1重庆交通大学 土木工程学院 重庆 400074 2中交二航局 重庆 400042)

本文采用重庆地区黏土和当地的水泥、石灰和CHF固化剂，进行最优配合比设计，对CHF固化剂水泥石灰稳定土的力学性能进行研究和分析。研究发现，CHF固化剂对水泥-石灰稳定土的无侧限抗压强度和劈裂强度有一定的改善作用，其中对无侧限抗压强度的影响较明显，对劈裂强度的影响不明显。

CHF固化剂；稳定土；黏土；力学性能

1 前言

在公路建设中，土使用较为广泛，由于各个地区的土质条件不同，土的性质不同，土的基本性质不能够满足高等级公路的建设的要求，因此需要对土进行加固。在长期的应用中，人们发现传统的固化材料无法满足工程建设的需求[1]。从国内外的相关研究资料可知，土壤固化剂对土有更好的加固效果，对不同土性的土都有一定的改善效果。因此，从经济效益和技术性质等方面考虑，采用土壤固化剂对土加固具有重要的意义。

2.配合比设计

2.1 试验方案

采用重庆地区黏土，32.5R复合硅酸盐水泥和当地产钙质生石灰。通过查阅《固化类路面基层和底基层技术规程》（CJJ/T 80-1998）、《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034-2000）和厂家所给资料，可知水泥掺量在3%-6%，石灰在3%-4%左右时CHF固化剂的加固效果较好且经济效益较高。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%石灰四组配比，并分别加 0.01%、0.015%、0.02%的固化剂，共12个配比。对12个配比进行7d无侧限抗压强度的比较，确定出最优配合比。

2.2 混合料击实试验

取一定量烘干的黏土，采用重型II-1方法对混合料进行击实试验。根据试验得到的结果进行绘图求得混合料最大干密度，结果见表3。

表3 混合料的最优含水率和最大干密度

2.3 最优配合比的确定

本文以CHF固化剂-水泥-石灰稳定土的7d无侧限抗压强度作为标准，从中选出最优的配合比。对12组进行7d无侧限抗压强度测试，结果见表4。

表4 全部试验配合比7d无侧限抗压强度值

从表4中的数据可以看出， 6%水泥+3%石灰+0.02%CHF固化剂的无侧限强度最高，确定为最优配合比。

3.CHF固化剂稳定黏土的力学性质

3.1 试验方案

选用最佳配合比（以下简称配合比①）与不掺固化剂的6%水泥+3%石灰配比（以下简称配合比②）进行7d、28d、60d无侧限、劈裂强度，分析掺入CHF固化剂后对水泥-石灰稳定土的力学性质的影响和分析不同龄期对这两个配比的力学性质的影响。

3.1.1 CHF固化剂对无侧限抗压强度的影响

为研究固化剂对水泥-石灰稳定土的无侧限抗压强度的影响，对配合比①和配合比②进行7d、28d、60d无侧限抗压强度的测试，结果见表5。

表5 配合比①、② 7d、28d、60d无侧限抗压强度

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由表 5可知；在相同龄期下，掺加固化剂的与不掺加固化剂的无侧限抗压强度相比，无侧限抗压强度有一定的增加；从7d、28d、60d的无侧限抗压强度可知，固化剂对水泥-石灰稳定土无侧限抗压强度在初期（7d）和后期（60d）的增量较大的，其中CHF固化剂在60d龄期时对水泥-石灰稳定土的无侧限抗压强度提高最大； CHF固化剂对提高水泥-石灰稳定土的无侧限抗压强度有一定的改善作用。

3.1.2 不同龄期对无侧限抗压强度的影响

根据上文表5的数据可知：加固化剂的水泥-石灰稳定土与不加固化剂的水泥-石灰稳定土都随着龄期的增长而增加，前7天的强度增长较快，随着龄期的增长无侧限抗压强度变化趋势趋于平缓；前 28d龄期，加固化剂与不加固化剂的无侧限抗压强度增长趋势相差不大，28d龄期后加入固化剂的无侧限抗压强度增长趋势明显高于不加固化剂的强度变化趋势，CHF固化剂的改善作用体现在后期强度上。

3.2.1 CHF固化剂对劈裂强度的影响

配合比①与配合比②的劈裂强度结果见表7，通过数据对比，分析其掺入固化剂对劈裂强度的影响。

表7 配合比①、②的7d、28d、60d劈裂强度

从表7可得出结论：加入固化剂对水泥-石灰稳定土的劈裂强度有一定改善，由于改善后强度也很小，说明固化剂对水泥-石灰稳定土的劈裂强度改善效果不明显。

4.结语

（1）CHF固化剂对水泥-石灰稳定土的无侧限抗压强度和劈裂强度都有一定增强作用，其中对无侧限抗压强度的增强作用较明显；对劈裂强度的增强作用不明显。

（2）CHF水泥-石灰稳定土与水泥-石灰稳定土的无侧限抗压强度和劈裂强度都随龄期的增长而增加，其变化趋势慢慢趋于稳定。加入CHF固化剂后，在28d到60d龄期的区间内水泥-石灰稳定土有明显的无侧限抗压强度增加趋势。

[1]卢雪松，离子土壤固化剂加固武汉红色粘土的试验效果及其机理研究，中国地质大学博士学位论文，2010

[2]崔德山，离子土壤固化剂对武汉红色黏土结合水作用机理研究，中国地质大学博士学位论文，2009

[3]李振峰，土壤固化剂无侧限抗压强度试验研究，吉林大学硕士学位论文，2006

[4]姜华，固化剂稳定土路用性能试验研究，东北林业大学硕士学位论文，2008

[5]郭宏峰，有机质对水泥土强度影响的机理研究，同济大学工学硕士学位论文，2008

[6]周炜，纤维固化土抗裂抗冻耐久性试验研究，西北农业科技大学硕士学位论文，2008

[7]张丽娟，汪益敏等.电离子土壤固化剂加固土的压实性能.华南理工大学学报(自然科学版)，2004

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