水稳水泥剂量多少做一个(低温条件下不同水泥剂量超早强水泥稳定基层材料的抗压强度研究)

Posted 2023-05-30

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水稳水泥剂量多少做一个(低温条件下不同水泥剂量超早强水泥稳定基层材料的抗压强度研究)

作者：南阳市公路工程处 李其波

摘要：针对高寒地区低温条件下水泥稳定基层材料强度难以形成的技术难点，结合低温条件下水泥稳定基层强度形成机理，对功能性化学外加剂与水泥稳定类材料中低剂量水泥材料的进行优化配伍，并对其进行路用性能试验研究，本文通过室内试验，测定低温条件下不同水泥剂量超早强水泥稳定基层材料的抗压强度。

关键词：水泥剂量；水稳碎石；抗压强度

高原高寒地区的气候特点是干燥多风，寒冷缺氧，冬长夏短，气温极低，四季不分明，地区降雨分布差异显著，空气稀薄缺氧，昼夜温差和年温差极大。这种恶劣的气候条件，给高速公路的施工造成了诸多困难。在高寒地区低温气候条件下，低水泥剂量的水泥稳定基层材料的强度形成缓慢甚至停滞，水泥稳定基层材料在施工碾压完毕后无法在规定养生周期内达到、甚至无法达到设计强度导致无法铺筑沥青混凝土面层。设计标准养护和低温环境下试验样本，并对比两者间水泥剂量及早强剂对水泥稳定碎石力学性能差异。

1.原材料要求及试验方案

1.1原材料要求

集料取自陕西省礼泉县石料厂，石灰岩。水泥为陕西耀县水泥厂生产的秦岭牌水泥，强度等级为32.5R，经测定，集料和水泥的各项指标均符合《公路路面基层施工技术细则》(JTGTF20-2015)要求。外加剂采用SES-Ⅰ型超早强水泥稳定基层外加剂，此外加剂性状为淡黄色粉末，其主要的矿物成分为硅酸钙、硫铝酸钙、铝酸钙，此外还有部分单晶体。

1.2试验方案

为对比不同水泥剂量时，外加剂的加入对其路用性能的影响，选用3个水泥剂量进行对比，分别为4%，5%和6%；外加剂掺量选为8%(以水泥重量为基准)，与未掺外加剂时作比较。此外，着重研究了水泥剂量为5%时，4个外加剂掺量(4%，8%，12%，16%)与未掺外加剂的力学性能对比。为方便研究，对各水泥剂量及加外加剂掺量进行编号，见表1。本文中水泥稳定碎石的编号是由水泥剂量编号与外加剂掺量编号共同组成，如：AW8代表水泥剂量4%，外加剂掺量8%。试验结果见表2。

表1 编号与混合料组成对照表

从表2中可以看出，外加剂的掺入对最大干密度和最佳含水量无明显影响。因此在成型试件时，忽略外加剂的加入对最大干密度与最佳含水量的影响，按照每个水泥剂量不掺外加剂下测得的最大干密度及最佳含水量为标准，以压实度98%为控制指标，静压成型试件。

表2 击实试验结果

2.试验数据分析

对掺8%与未掺外加剂的3种水泥剂量水泥稳定碎石进行了不同龄期的抗压强度试验，试验结果见图1。从图1可知：①水泥稳定碎石的抗压强度均随龄期的增长而增大。②在各龄期时都是水泥剂量6%的抗压强度最大，水泥剂量4%的抗压强度最小，水泥剂量5%的居中。③各种剂量的水泥稳定碎石，在掺加外加剂以后早期强度(7d以前)都有大幅度的提高，规律也很相似。④材料的强度随龄期的增长，有明显的对数关系。在3d以前增长速度较快，3d以后逐渐减缓。

图1 不同水泥剂量混合料的抗压强度

实际应用中，材料后期强度的测试周期长，对工程进度和材料检测带来很大的影响，因此利用早期强度来推算后期强度具有十分重要的作用。基于此，对各种水泥稳定碎石混合料的无侧限抗压强度参数变化规律进行回归处理，结果见表3。

表3 无侧限抗压强度参数变化规律

从表3中可知：（1）各种混合料抗压强度与龄期有良好的对数关系，相关系数均在0.95以上。（2）各水泥剂量掺加外加剂后其A值都有所降低，也就是说掺加外加剂后强度增长速率有所降低。（3）参数中B值与超早期强度(3d以前)有较强的相关关系。对于各水泥剂量，掺加外加剂后的B值都比未掺外加剂时有所提高。（4）综合A值与B值考虑，掺加外加剂后超早期强度(3d以前)有大幅度提高，但是强度增长速率降低，到7d龄期时掺与未掺外加剂的强度差别已经很小。

3.结论

根据混合料试验结果可知：水泥稳定碎石的抗压强度均随龄期的增长而增大；在各龄期时都是水泥剂量6%的抗压强度最大，水泥剂量4%的抗压强度最小，水泥剂量5%的居中；各种剂量的水泥稳定碎石，在掺加外加剂以后早期强度(7d以前)都有大幅度的提高，规律也很相似；材料的强度随龄期的增长，有明显的对数关系。在3d以前增长速度较快，3d以后逐渐减缓。

参考文献

[1] 沈金安．沥青及沥青混合料路用性能[M]．北京：人民交通出版社，2003

[2] 王铁行．多年冻土地区路基冻胀变形分析[J]．中国公路学报，2005，18(2)：

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