几种掺合剂对网纹红土填料改良性能试验研究

陈霞追

1 前言

网纹红土因其红色粘土层内含有网纹状、管状、蠕虫状浅色斑点而得名，在我国南方许多省份均有分布，特别是在湖南发育最完整，分布最广。当把网纹红土作为地基处理的基层填筑材料，如建设项目对地基承载能力和沉降变形要求较高，而网纹红土具有较高液限甚或有时具有弱膨胀性时，须在填料中加入合适的掺合剂以改善其性能。通常通过掺入石灰、水泥、粉煤灰等掺合剂材料以提高土体的工程性能，改良方法的可行性选择则应通过相关试验来进行分析论证，本文重点对网纹红土改良前后的液限、击实性能、无侧限抗压强度等物理力学指标进行了试验分析论证。

2 改良土试验

本试验用网纹红土原土取自洞庭湖区常德电厂附近的土料场，其颗粒组成主要为细粒级，粉粒及粘粒含量占到98%以上，具较高液限，呈酸性，作为地基填料加以改良，以期能得到更好的性能指标，以满足工程技术要求。试验用掺合剂采用了三种：石灰、水泥（普通硅酸盐P.O.42.5）、粉煤灰。

按工程设计要求，分别采用不同的掺入比，将掺合剂拌入网纹黏土中混合均匀后，按规程要求制样试验，得到成果指标如表1。

表1 改良土试验成果指标

3 试验成果分析

3.1 改良土液限与掺合量比较分析

掺合剂拌入填土后，吸收填料中的水份并产生化学反应，改变填料的界限含水率，降低液限指标。但不同的掺合剂以及不同的惨入比能起到的作用也不同，根据表1绘制填料液限与掺合量关系曲线如图1。

图1 掺合料液限与掺合量关系曲线

图2 最大干密度与掺合量关系曲线

从图1可看出三种掺合剂都能改善填料的液限指标，能降低液限指标达17～20%，效果较好。但随着掺入量的增大，粉煤灰掺料能较持续降低填料液限，而水泥及石灰掺料有一个合适的掺入剂量（约8～10%），低于此剂量改善液限作用明显，高于此剂量则改善作用降低，石灰掺量高于10%时掺合料液限甚至有所回升。

3.2 掺合剂对改良土击实性能指标影响分析

不同的掺合剂及其掺量对网纹土填料的击实性能影响也不相同，根据表1绘制填料最大干密度与掺合量关系曲线如图2。

结合成果表及关系曲线图可分析得出三种掺合剂对网纹红土的击实性能指标改变不是很明显，但表现各有差异，掺水泥的填料最大干密度有所增加，并随着掺量的增加而增长；掺石灰的填料最大干密度反而有所减小，并随着掺量的增加而降低；掺粉煤灰的填料随着掺量的增加，最大干密度指标先是增加，之后又开始降低。

3.3 掺合剂对改良土无侧限抗压强度作用分析

本次试验依据击实指标最佳状态制备试件，并在标准养护室中养护7天后进行无侧限抗压强度测试，由成果表1绘制填料无侧限抗压强度与掺合量关系曲线如图3。

由图3可分析得出掺合剂及其掺入量对网纹红土填料的影响明显，石灰及水泥掺料的无侧限抗压强度相比网纹原土的强度有了较大增长，并随着掺入量的增加（限于试验频率，最大掺入量不超过12%）而上升，强度最大增长率相比原土达95%；而粉煤灰掺料随着掺入量的增加，无侧限抗压强度指标先是增加，但存在最佳掺入量，在该掺入量处粉煤灰掺料土的强度最大，之后又开始降低。

图3 无侧限抗压强度与掺合量关系曲线

4 结论

通过本次试验，分析论证了石灰、水泥、粉煤灰三种掺合剂对网纹红土填料改良的性能影响，得出如下结论：

（1）三种掺合剂都能较好地降低填料的液限指标，但随着掺入量的增大，水泥及石灰掺料有一最佳掺入剂量，低于此剂量改善液限作用明显，高于此剂量则改善作用降低。

（2）三种掺合剂对网纹红土的击实性能指标改变不是很明显，且表现有差异。

（3）掺合剂及其掺入量对网纹红土填料强度的影响作用明显，石灰及水泥掺料的无侧限抗压强度随着掺入量的增加而增长，粉煤灰掺料存在一最佳掺入量，在该掺入量处粉煤灰掺料土的强度最大，之后强度随着掺入量的增加而降低。