郭 梅1 姜仁安1 高延文2 王轶东3
(1:吉林交通职业技术学院,长春 130012; 2:吉林粮食集团房地产开发有限公司,长春 130051; 3:吉林省交通厅机关服务中心,长春 130000)
摘要:对液体固化剂在石灰类复合固结土中的作用进行实验研究,通过岩相分析、扫描电镜、X射线衍射分析、热重 和热差分析等测试方法,对按不同配合比混合成型的试件进行研究.通过不同试件的性能对比,确定石灰类复合固 结土的固结机理.
关键词:固化剂;石灰;基层;实验
中图分类号:TU 41 文献标识码:A 文章编号:1009-1288(2008)03-0064-03
随着国民经济的快速发展,我国的道路建设规模日益扩大,交通成为推动经济发展的重要动力之一,因 此,建设既经济又耐久的高质量道路已成为当前道路专家追求的目标.新型土质固化剂应用于道路工程,提 高道路的路基、路面的内在质量,在一些发达国家已探索多年.土质固化剂作为一种新型土体加固材料,在 美、日及欧洲等国家得到广泛应用,被日本称为21世纪的土工新材料.它不仅适用范围广、性能稳定、价格低 廉,而且施工及维修都很方便,非常适合目前国内市场的需要,近年来受到了国内土木工程领域的普遍关 注[1-5].为了进一步明确土质固化剂的固化机理,笔者针对石灰类复合固结土的性能进行了试验研究.
1 实验
1·1 试验原材料
(1)土质固化剂(液体).由多种表面活性剂、酸基化合物及土质预聚体(WS)组成的、能够与土颗粒发生 化学交联作用的土质固化剂.主要由磺酸、有机酸、酸基化合物、防腐剂和土壤聚合物预聚体等化学成分组 成.
(2)石灰.
(3)粘土.其中的主要矿物为:高岭石(含铁,约45%)、石英(约30%)、长石(约15%)、水云母、CaCO3、 绿泥石及其它少量杂质矿物等(共约10%).
1·2 试件制备
将各种材料按不同配比(见表1)混合成型,养生期为7d,14d,28d,所有试体到养生期浸水1d,经50℃烘 干8h后置于干燥器中备用.
1·3 试验测试方法
采用岩相分析、扫描电镜、X射线衍射分析、热重和差热分析等测试方法对成型的试体进行研究,分析试 体的主要矿物含量的变化、晶体形貌的变化、微观结构的变化等,通过不同试件之间的比较,确定掺入土质固 化剂的石灰混合土固化机理.
2 土质固化剂对石灰混合土性能的影响
2·1 对粘土浸水的影响
1#试体是直接用水拌合粘土成型的,试体养生到期后,放入水中浸水24h.在水中,已成型的试体一放入 水中立即开始坍塌,不论养生期长与短,试体浸水坍塌的速度不变,说明水对粘土的作用与养生期无关.2# 试体采用土质固化剂水溶液拌合粘土成型的,将养生后的试体放入水中浸水24h.试体放入水中也立即开始 坍塌,但坍塌的速度较1#慢,塌落的颗粒呈细小团聚状,团聚的颗粒也较1#大.
上述实验现象说明,成型的粘土试体放入水中,水分子立即进入粘土矿物的层间,从而矿物层间距离增 大,层间作用力降低.随着水分子进一步向粘土试体内部扩散,试体就表现为从外到内的逐步坍塌.虽然两组 试体浸水后都发生坍塌现象,但坍塌的速度及塌落时团聚的颗粒大小不一样.这也就表明,土质固化剂能够 增强粘土矿物颗粒间的作用力.