脱硫石膏对水泥稳定碎石基层强度影响的试验研究

侯 立 国

(唐山市建筑工程质量监督检测站，河北 唐山 063000)



脱硫石膏对水泥稳定碎石基层强度影响的试验研究

侯 立 国

(唐山市建筑工程质量监督检测站，河北 唐山 063000)

对掺有不同掺量脱硫石膏的水泥稳定碎石混合料进行击实试验，确定其最佳含水率和最大干密度，并以最佳含水率制作强度试件，测定其强度并对强度影响规律进行了分析。

脱硫石膏，水泥稳定碎石，粉煤灰，最佳含水率

1 概述

脱硫石膏是我国大型钢铁企业烧结烟气脱硫装置产生的工业废料，如何正确的处置这些脱硫石膏成为一大环境问题[1]。水泥稳定碎石基层材料是我国公路基层中较常用的材料之一，其具有成本低廉、强度高、耐久性好等优点，但也有早期强度低，抗变形能力低等缺点，尤其在环境温度和湿度变化较大的地区，使用时极易开裂，当其产生的裂缝反射到沥青路面面层时，就会导致路面的整体破坏，或降低道路的品质。目前仍没有有效的方法防止水泥稳定碎石基层的开裂[2]。本试验拟用脱硫石膏掺入水泥稳定碎石基层中，来改善水泥稳定碎石基层的性能。试验主要进行了击实试验来确定不同配合比的水泥稳定碎石混合料的最佳含水率与最大干密度。并对具有最大干密度的试件测定7 d无侧限抗压强度[3]。

2 试验

2.1 原材料

1)水泥采用唐山冀东水泥P.O42.5级水泥，技术标准符合GB 175—2007通用硅酸盐水泥规定，实测28 d抗压强度49.7 MPa，抗折强度8.5 MPa。

2)粉煤灰采用唐山电厂产Ⅱ级粉煤灰，45 μm筛余量为8%。

3)碎石及砂筛分析数据见表1。

表1 碎石及砂的筛余量

对碎石及砂的级配设计主要使用试配法，借助电子表格，确定级配碎石的配合比为1号碎石∶2号碎石∶3号碎石∶砂=10%∶25%∶30%∶35%。验算其通过率符合要求。

4)脱硫石膏为唐山电厂，数据分析见表2。

表2 脱硫石膏硫酸钙数据分析 %

2.2 击实实验

在水泥稳定碎石混合料中按不同比例掺加脱硫石膏，分别对不同配合比进行击实试验。击实试验采用重型击实标准，按交通部规范T 0804—94执行，用甲法击实。实验配合比见表3。

2.3 击实试验

通过击实试验确定了各组配合比的最佳含水率与最大干密度，见表4。

表3 实验分组配合比 %

表4 各组水泥稳定碎石混合料的最佳含水率与最大干密度

2.4 水泥稳定碎石7 d无侧限抗压强度实验

脱硫石膏改善水泥稳定碎石混合料的7 d无侧限抗压强度试验按T 0805—94交通部规范执行，采用φ150×150 mm试模成型，每组三块试件。在室内按最佳含水量和最大干密度静压成型试件，标准恒温恒湿箱内养生6 d，再饱水养生1 d，测试7 d龄期的无侧限抗压强度。

表5 水泥稳定碎石混合料的7 d无侧限抗压强度试验结果 MPa

3 结论与讨论

由表4可知，在水泥稳定碎石混合料中掺入脱硫石膏后，最佳含水率稍有下降(1.8%)，而最大干密度稍有增长(1.5%)，在水泥及级配碎石用量不变的情况下，随加入脱硫石膏比例加大，最大干密度呈上升趋势。而对不掺粉煤灰的水泥稳定碎石混合料中掺入脱硫石膏后，最佳含水率也有下降(3.3%)，而最大干密度也有增长(4.3%)，随脱硫石膏掺量的增加，其最佳含水率反而有所增加，但最大干密度仍呈增加趋势。总体来讲，在水泥稳定碎石混合料中加入脱硫石膏后，其混合料的最大干密度比不加脱硫石膏组的均有提高。

由表5可知，含有脱硫石膏的水泥粉煤灰稳定碎石混合料中，7 d龄期无侧限抗压强度普遍降低，但其强度均满足国家标准要求。试验数据表明，掺有粉煤灰的混合料加入脱硫石膏后，其强度比不掺粉煤灰的混合料强度要高。主要原因有两点：1)脱硫石膏对水泥有一定的缓凝作用;2)脱硫石膏对粉煤灰的活性有一定的激活作用。可见脱硫石膏对水泥稳定碎石混合料是可行的。

[1] 谢建海,亢虎宁,赵党会,等.脱硫石膏的性能及其作为水泥缓凝剂的应用[J].中国非金属矿工业导刊,2012(5):16-18.

[2] 查旭东,曹艳霞,刘国才.抗裂型水泥稳定碎石配合比设计及路用性能研究[J].长沙理工大学学报(自然科学版),2013,10(1):1-6.

[3] 张嘎吱,沙爱民.水泥粉煤灰稳定碎石基层的龄期和强度[J].公路交通科技,2005,22(6):27-29.

The test research on the influence of desulfurized gypsum to cement stabilized macadam base strength

Hou Liguo

(Tangshan Construction Engineering Quality Supervision and Inspection Station, Tangshan 063000, China)

This paper made test to cement stabilized macadam mixture with different mixing amount of desulfurized gypsum, determined the optimum moisture content and dry density, and taking optimum moisture content production strength specimens, measured its strength and analyzed the influence laws of strength.

desulfurized gypsum, cement stabilized macadam, fly ash, optimum moisture content

1009-6825(2017)16-0121-02

2017-03-06

侯立国(1974- )，男，高级工程师

U414

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