CN116256226A - 一种路用石灰土的碱渣低温改良剂的配比设计及制备方法 - Google Patents

一种路用石灰土的碱渣低温改良剂的配比设计及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116256226A
CN116256226A CN202211554698.2A CN202211554698A CN116256226A CN 116256226 A CN116256226 A CN 116256226A CN 202211554698 A CN202211554698 A CN 202211554698A CN 116256226 A CN116256226 A CN 116256226A
Authority
CN
China
Prior art keywords
alkaline residue
soil
lime
test
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211554698.2A
Other languages
English (en)
Inventor
殷伟
唐伊婷
王国栋
朱胜雪
李慧
张坤
白小敏
孙泽霖
于子祥
乔闻
朱智凌
李欣芋
曹明星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huaiyin Institute of Technology
Original Assignee
Huaiyin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huaiyin Institute of Technology filed Critical Huaiyin Institute of Technology
Priority to CN202211554698.2A priority Critical patent/CN116256226A/zh
Publication of CN116256226A publication Critical patent/CN116256226A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/10—Lime cements or magnesium oxide cements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/36—Analysing materials by measuring the density or specific gravity, e.g. determining quantity of moisture
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00991—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for testing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种路用石灰土的碱渣低温改良剂的配比设计及制备方法，用碱渣置换石灰土中的部分石灰成分改良石灰土低温性能；在配比设计时，按照试验组设计配合比对进行击实试验，确定各试验组的最佳含水率与干密度，计算出试件材料中碱渣、石灰、土和水的质量，并制备无侧限抗压强度试件进行养护，基于试件冻融循环前后低温性能测试结果，优化设计碱渣最佳剂量和碱渣石灰土配合比。碱渣低温改良剂制备方法为：备料摊铺‑对碱渣进行高温晾晒、翻晒、碾压、破碎‑测定碱渣含水率‑过筛、破碎‑按网格法剂量装袋‑碱渣石灰土按比例搅拌后铺平碾压。本发明将碱渣用于石灰土的低温改良剂，资源化再生利用了固废碱渣，解决了碱渣常规地面排放堆积对环境的污染和地表侵占，提高了石灰土材料的低温性能，降低了道路材料成本。

Description

一种路用石灰土的碱渣低温改良剂的配比设计及制备方法
技术领域
本发明涉及道路路面基层材料领域，尤其涉及一种用于路用石灰土的碱渣低温改良剂的配比设计及制备方法。
背景技术
在道路工程领域，目前道路材料大量使用石灰或水泥等无机结合料基层稳定材料，因其强度高、稳定性好的优点得到了广泛应用。但当石灰稳定类无机结合料处于地表及地下水形成的潮湿环境，在季节性冰冻地区，经过初冬及春融期间反复的冻融循环及冬季的冰冻，易发生冻融损伤，导致石灰土材料强度衰减，局部出现冻胀翻浆破坏。
随着交通量急剧增加，在交通荷载和自然因素作用下，道路的使用性能衰减也更为明显，季节性冰冻地区高速公路的调查表明基层早期损害多为冻融所致，道路修补需消耗大量的人力物力，因此路面石灰土基层的低温性能备受关注，需加强对基层材料的抗冻融耐久性加以关注。
碱渣作为纯碱生产过程中产生的工业废渣，因其自然含水量高、压缩性高、失水性差等特性导致碱渣处理和工程化利用难度极大。据统计资料显示：每生产1吨纯碱，排放10m3的废液，最终产生300-600kg固体废渣，目前废渣综合利用率不足15％。研究表明碱渣中含有CaCO3、SiO2、Al、Fe等物质成分，可用作改良剂来改善软土的路用性能、作为固化剂研究对淤泥的加固效果显著，对路基土材料的强度和稳定性进行有效改良。同时碱渣中含有一定量的氯离子，能够有效降低材料冰点，改良道路无机结合料的低温性能，但碱渣的剂量需要严格控制。基于上述背景，故萌发了利用碱渣对路面基层石灰土低温性能进行改良试验技术思路，提出碱渣低温改良剂最佳剂量的计算方法，从而达到资源化利用固废碱渣和提高道路材料低温性能双重技术目标。
发明内容
发明目的：针对现有道路石灰土材料低温时面临的工程技术难题，本发明的目的在于提供一种路用石灰土的碱渣低温改良剂的配比设计及制备方法，将固废碱渣作为低温改良剂应用于路面基层石灰土中，代替部分石灰并改良石灰土材料的低温性能，使该低温改良剂具有绿色环保、抗冻性能好、力学性能优良、成本低的优点。
技术方案：为达到上述目的，本发明利用碱渣作为低温改良剂改良路用石灰土低温性能。
本发明路用石灰土的碱渣低温改良剂的配比设计方法包括下列步骤：
(1)设原改良石灰土对照组的材料配合比为石灰：土＝X：100，采用碱渣作为低温改良剂替代对照组石灰土中的石灰成分，设计多个试验组，每组试样土的质量配比不变，碱渣依次以x/n(x/n为正整数)递增，石灰含量以x/n递减，n取一个整数值，水的质量参照每组最佳含水率添加。
(2)按照试验组设计配合比对进行击实试验，确定各组试验组的最佳含水率与干密度。
(3)根据各个试验组的最佳含水率与干密度，计算得出无侧限抗压强度圆柱体试件所需各组材料中碱渣、石灰、土和水的质量；
(4)对照组制备多个对照组无侧限抗压强度试件，对其进行标准养护，养护完成后进行无侧限抗压强度测试，得到其无侧限抗压强度Rc。
(5)每组试验组制作无侧限抗压强度试件多个，后进行28天标准养护，养护完成后进行冻融循环试验，冻融循环结束后，进行无侧限抗压强度测试，得到RDC，计算各组试件的抗压强度损失率BDR，即：
Figure BDA0003982799080000021
(6)基于实验组抗压强度损失率结果，进行数据拟合分析，得到强度损失率与碱渣剂量的关系式y＝92.582+30.34567x-3.77389x2或y＝78.994+21.4645x-3.8737x2，对拟合式进行求导得到y’，令y’＝0得到低温改良剂碱渣最佳剂量，确定碱渣石灰土配合比。
步骤(3)中，根据各组试验组的最佳含水率与干密度，且各组试件均制为直径*高＝Φ50mmx50mm，制作单个试件所需要材料的总质量：m0＝V×ρmax×(1+ωopt)×γ，考虑到试件成型过程中的质量损耗，实际操作过程中每份试件的质量可增加0～2％，即：m'0＝m0×(1+δ),每份试件的干料(包括干土和无机结合料)总重：
Figure BDA0003982799080000022
使用外掺法计算将每份试件中的无机结合料质量
Figure BDA0003982799080000023
则每个试件中干石料质量m3＝m1-m2,每份试件中的加水量mw＝(m2+m3)×ωopt，
上述公式中：V-试件体积(cm3)，ωopt-混合料最佳含水率(％)，ρmax-混合料最大干密度(g/cm3)，γ-混合料压实度标准(％)，m'0，m0-混合料质量(g)，m1-干混合料质量(g)，m2-无机结合料质量(g)，m3-干试料质量(g)，δ-计算混合料质量的冗余量(％)，α-无机结合料的掺量(％),mw-加水质量(g)计算得出无侧限抗压强度圆柱体试件所需各组材料中碱渣、石灰、土和水的质量。
作为优选，碱渣剂量与碱渣石灰土的最佳配合比有两种，分别为：碱渣是干土质量的4.0％，石灰是干土质量的8.0％，水在最佳含水率状态；碱渣是干土质量的2.7％，石灰是干土质量的6.3％，水在最佳含水率状态。
本发明路用石灰土的碱渣低温改良剂的制备方法包括下列步骤：
(1)选择干燥水泥场地，对碱渣进行摊铺，摊铺厚度为10～20cm；
(2)对摊铺的碱渣持续3～4天的晾晒，期间每天进行一次翻晒，用轮胎压路机碾压碱渣，初步破碎大块碱渣，若期间遇降雨天气，对摊铺碱渣进行遮盖，避免淋湿碱渣；
(3)对碱渣进行采样，通过烘干法测定碱渣含水率，确定碱渣含水率是否小于40％，若高于40％，则重复步骤(2)，碱渣含水率宜大于30％，否则硬度大，破碎机破碎难度大。达到设计含水率状态(30％～40％之间)即准备进行下一步筛分、破碎；
(4)将含水率在30％～40％自然风干碱渣进行筛分，过4.75mm标准筛，并按既定质量装入防水袋，未过筛的碱渣利用破碎机破碎后再过4.75mm标准筛，每袋装入的碱渣质量按现场网格法计算的每个网格单元格需要的碱渣量装袋，定量装袋方便现场网格法每个网格碱渣剂量的撒布与控制；
(5)按网格法计算的石灰含量进行石灰撒布，利用机械对材料进行均匀拌合，按碱渣石灰土最佳含水量喷晒水量，然后进行现场碾压成型。
工作原理：本发明的发明构思为，碱渣成分以CaCO3、Ca(OH)2和CaCl2为主，以及有少量的CaSO4和NaCl。其富含的CaCO3和Ca(OH)2后期生成的胶凝物均对土颗粒进行性能改良，具备替代道路工程中石灰等石灰结合料的潜质。另一方面，本发明考虑到碱渣中富含Cl-，在低温冰冻时降低材料中自由水的冰点，减少由于石灰土材料因冻害造成的道路病害。同时，因为公路路面基层不铺设钢筋，不存在氯离子腐蚀等工程问题，因此创新性的提出将碱渣作为低温改良剂，替换路面基层石灰土材料中部分石灰，起到改良石灰土低温性能和减少石灰用量作用，达到解决固废碱渣规模化利用、改良石灰土低温性能和降低道路工程的建设成本目标。
具体为，根据工业固废碱渣含有的氯盐成分能有效降低材料冰点特征，提出利用固废碱渣作为道路工程用石灰土的低温改良剂，置换石灰土中的部分石灰成分改良石灰土低温性能。在配比设计时，按照试验组设计配合比对进行击实试验，确定各试验组的最佳含水率与干密度，计算出试件材料中碱渣、石灰、土和水的质量，并制备无侧限抗压强度试件进行养护，确定碱渣石灰土配合比。碱渣低温改良剂的制备方法包括以下步骤：备料摊铺-对碱渣进行高温晾晒、翻晒、碾压、破碎-测定碱渣含水率-过筛、破碎-按网格法剂量装袋-碱渣石灰土按比例搅拌后铺平碾压。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)资源化处置固废：本发明解决了盐化工企业固废碱渣难以利用的难题，提高了固废碱渣的利用率，保护了固废碱渣堆积造成的地区生态环境问题。
(2)降低道路材料成本低：本发明减少了路基工程中石灰的使用量，降低了工程建设成本，降低了生产石灰所造成的碳排放。
(3)增强石灰土低温性能：本发明在不降低路基基础力学性能的同时，解决了路基材料低温性能差的问题，碱渣石灰土的无侧限抗压强度约为石灰土的1.5倍，低温性能约为普通石灰土的1.5倍。
附图说明
图1是本发明路用石灰土碱渣低温改良剂配比设计流程图；
图2是本发明路用石灰土碱渣低温改良剂制备方法流程图；
图3是本发明实施例1中的碱渣石灰土BDR拟合曲线图；
图4是本发明实施例2中的BDR碱渣石灰土拟合曲线图。
具体实施方式
本发明将碱渣作为低温改良剂改良路用石灰土的低温性能。碱渣低温改良剂材料配比设计方法采用外掺法，将碱渣、石灰掺入土中，以土为参照碱渣是土质量的0.1％～9％，石灰是土质量的3％～12％，水的质量参照每组最佳含水率添加。本发明实施例中的碱渣选用当地所产生的固废碱渣，石灰选用满足规范要求的市场石灰，水选用满足施工要求规范的当地水，土来自当地土源。
本发明路用石灰土碱渣低温改良剂的制备方法如下：称取上述各原材料，碱渣、石灰和土投入搅拌机中搅拌均匀，搅拌时间为10～20分钟，转速为100～150r/min，将水加入至搅拌机中搅拌，搅拌时间为2～3分钟得到改良剂。
为了使碱渣石灰土材料充分发生反应，将搅拌后的材料置于塑料袋内密封闷料，闷料时间为24小时；闷料结束后取一定量材料置于击实桶内，进行击实试验获取材料的干密度；根据材料的干密度及最佳含水率，计算得出制作圆柱体试件所需材料的质量并制作碱渣石灰土试件；将制作好的试件置于标准养护箱内进行标准养护，标准条件为温度20±2℃，标准养生的湿度为≥95％，养护最后一天进行浸水，浸水水面高度超过试件高度2～3cm；浸泡结束后对对照组试件开展无侧限抗压强度试验及非对照组的冻融试验，计算材料的低温性能。
碱渣粒径控制在4.75mm以下，碱渣自然含水率控制在30％～40％。
为了验证本发明的碱渣石灰土的性能优于传统的石灰土，进行两次实施例验证，各实施例材料配比如表1所示：
表1对比例和各实施例的材料配比表
Figure BDA0003982799080000041
Figure BDA0003982799080000051
Figure BDA0003982799080000061
为了验证本发明的碱渣石灰土的低温性能优于传统的石灰土，对照组试件制作完成后进行7天标准养护，养护完成后进行无侧限抗压强度测试，得到其7天无侧限抗压强度Rc。每组试验组制作试件完成后进行28天标准养护，养护完成后进行5次冻融循环试验，冻融循环结束后，进行无侧限抗压强度测试得到试验组无侧限抗压强度RDC。最后根据公式计算各组试件的抗压强度损失率BDR，即：
Figure BDA0003982799080000062
表2各比例和各实施例试验表
Figure BDA0003982799080000063
Figure BDA0003982799080000071
对实施例中试验试件的制备及检测具体描述如下：
实施例1：
一、按照表1中对照组的配比将石灰和土投入搅拌机中搅拌均匀，后加入达到最佳含水率所需要相应水的质量进行搅拌，搅拌试件为2～3分钟；
二、按照表1中试验组的配比将所需相应质量的碱渣、石灰和土投入搅拌机中搅拌均匀，后加入达到最佳含水率所需要相应水的质量进行搅拌，搅拌试件为2～3分钟；
三、将搅拌后的材料置于塑料袋内密封闷料，闷料时间为24小时；
四、取一定量材料置于击实桶内，按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》进行轻型击实试验，分别获取对照组石灰土，以及试验组碱渣石灰土的干密度；
四、根据对照组、试验组的干密度及含水率，计算得出制作Φ150mm*150mm圆柱体试件所需材料的质量并制作试件；
五、按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-2016)相应规范，将制作好的对照组试件置于标准养护箱内进行标准养护7天，养护的最后一天将试件浸泡在水中，结束后对对照组进行无侧限抗压强度测试，得出RC。
七、按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-2016)相应规范，将制作好的试验组组试件置于标准养护箱内进行标准养护28天，养护的最后一天将试件浸泡在水中，养护结束后按照表2所要求的试验条件对试验组进行冻融循环试验；
八、冻融试验结束后，对各试验组进行无侧限抗压强度测试，得出各试验组试件的无侧限抗压强度RDC；
九、按照《公路无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-2016)T0805方法测定冻融组无侧限抗压强度RDC，抗冻性指标按下式计算低温性能指标按下式计算：
Figure BDA0003982799080000072
式中：BDR为经n次冻融循环后试件的抗压强度损失/％；RDC为n次冻融循环后试件的抗压强度/MPa；RC为对比试件的抗压强度/MPa。
实施例1中对照组与试验组无侧限抗压强度(UCS)及低温性能BDR如表3所示：
表3实施例1实验结果
Figure BDA0003982799080000073
Figure BDA0003982799080000081
基于实验组抗压强度损失率BDR结果，进行数据拟合分析，得到强度损失率与碱渣剂量的关系式y＝92.582+30.34567x-3.77389x2。由此得到实施例1低温改良剂碱渣最佳剂量为4.027％，BDR最大为153.584％；确定碱渣石灰土最佳配合比为碱渣：石灰：土＝4.027：7.973：100，最终数据略作调整，即碱渣：石灰：土＝4％：8％：100％。
实施例2：
一、按照表1中对照组的配比将石灰和土投入搅拌机中搅拌均匀，后加入达到最佳含水率所需要相应水的质量进行搅拌，搅拌试件为2～3分钟；
二、按照表1中试验组的配比将所需相应质量的碱渣、石灰和土投入搅拌机中搅拌均匀，后加入达到最佳含水率所需要相应水的质量进行搅拌，搅拌试件为2～3分钟；
三、将搅拌后的材料置于塑料袋内密封闷料，闷料时间为24小时；
四、取一定量材料置于击实桶内，按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》进行轻型击实试验，分别获取对照组石灰土，以及试验组碱渣石灰土的干密度；
四、根据对照组、试验组的干密度及含水率，计算得出制作Φ150mm*150mm圆柱体试件所需材料的质量并制作试件；
五、按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-2016)相应规范，将制作好的对照组试件置于标准养护箱内进行标准养护7天，养护的最后一天将试件浸泡在水中，结束后对对照组进行无侧限抗压强度测试，得出RC。
七、按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-2016)相应规范，将制作好的试验组组试件置于标准养护箱内进行标准养护28天，养护的最后一天将试件浸泡在水中，养护结束后按照表2所要求的试验条件对试验组进行冻融循环试验；
八、冻融试验结束后，对各试验组进行无侧限抗压强度测试，得出各试验组试件的无侧限抗压强度RDC；
九、按照《公路无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-2016)T0805方法测定冻融组无侧限抗压强度RDC，抗冻性指标按下式计算低温性能指标按下式计算：
Figure BDA0003982799080000082
式中：BDR为经n次冻融循环后试件的抗压强度损失/％；RDC为n次冻融循环后试件的抗压强度/MPa；RC为对比试件的抗压强度/MPa。
实施例2中对照组与试验组无侧限抗压强度(UCS)及低温性能BDR如表4所示：
表4实施例2实验结果
Figure BDA0003982799080000091
基于实验组抗压强度损失率BDR结果，进行数据拟合分析，得到强度损失率与碱渣剂量的关系式y＝78.994+21.4645x-3.8737x2。由此得到实施例2低温改良剂碱渣最佳剂量为2.739％，BDR最大为108.734％；确定碱渣石灰土最佳配合比为碱渣：石灰：土＝2.739％：6.261％：100％，最终数据略作调整，即碱渣：石灰：土＝2.8％：6.2％：100％。
本发明路用石灰土碱渣低温改良剂制备方法，该方法包括以下步骤：备料摊铺，当施工现场外界环境有连续多天气温高于25℃的晴朗天气时，进行碱渣的备料及摊铺，备料量根据现场施工路段实际情况计算用料量，摊铺厚度为10～20cm；对摊铺的碱渣持续3～4天的晾晒，期间每天进行一次翻晒及碾压；对碱渣进行采样，采用烘干法计算碱渣含水率，确定碱渣含水率是否达到30％～40％，若高于40％，则继续晾晒；将碱渣过9.5mm筛并装袋，未过筛的碱渣置于破碎机中破碎后再过筛；采用网格法按权利要求1中所述的碱渣石灰土的配合比，对材料进行拌合均匀，测定材料的含水量，计算与最佳含水量的差值，确定喷晒水量，使材料达到最佳含水量；现场铺平碾压。

Claims (7)

1.一种路用石灰土的碱渣低温改良剂的配比设计方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)设原改良石灰土对照组的材料的配合比为石灰：土＝X：100(质量比)，采用碱渣作为低温改良剂替代对照组中石灰土中的石灰成分，设计多个试验组，每个试验组试样土的质量不变，碱渣依次以x/n％(x/n为正整数)递增，石灰含量以x/n％递减，n取一个整数值，水的质量参照每组试验中最佳含水率添加；
(2)按照多个试验组设计配合比进行击实试验，确定各个试验组的最佳含水率与干密度；
(3)根据各个试验组的最佳含水率与干密度，计算得出试验组的无侧限抗压强度试件所需碱渣、石灰、土和水质量；
(4)对照组制备多个无侧限抗压强度试件，进行标准养护，养护完成后进行无侧限抗压强度测试，得到无侧限抗压强度对照组Rc；
(5)每个试验组制作无侧限抗压强度试件多个，后进行标准养护，养护完成后进行冻融循环试验，冻融循环结束后，进行无侧限抗压强度测试，得到每组多次冻融循环后的抗压强度RDC,计算各组试件的抗压强度损失率BDR；
(6)基于实验组抗压强度损失率BDR结果，进行数据拟合分析，得到强度损失率与碱渣剂量的关系式，基于分析结果得到低温改良剂碱渣最佳剂量，确定碱渣石灰土配合比。
2.根据权利要求1所述的路用石灰土的碱渣低温改良剂的配比设计方法，其特征在于：步骤(3)中，根据各个试验组的最佳含水率与干密度，制作单个试件所需要材料的总质量：m0＝V×ρmax×(1+ωopt)×γ，操作过程中每份试件的质量增加0～2％，即：m'0＝m0×(1+δ),每份试件的干土和无机结合料总重：
Figure FDA0003982799070000011
使用外掺法计算将每份试件中的无机结合料质量
Figure FDA0003982799070000012
Figure FDA0003982799070000013
则每个试件中干石料质量m3＝m1-m2,每份试件中的加水量mw＝(m2+m3)×ωopt；
其中，V-试件体积(cm3)，ωopt-混合料最佳含水率(％)，ρmax-混合料最大干密度(g/cm3)，γ-混合料压实度标准(％)，m'0，m0-混合料质量(g)，m1-干混合料质量(g)，m2-无机结合料质量(g)，m3-干试料质量(g)，δ-计算混合料质量的冗余量(％)，α-无机结合料的掺量(％)，mw-加水质量(g)，计算得出无侧限抗压强度圆柱体试件所需碱渣、石灰、土和水的质量。
3.根据权利要求1所述的路用石灰土的碱渣低温改良剂的配比设计方法，其特征在于：碱渣剂量与碱渣石灰土的最佳配合比为：碱渣是干土质量的4.0％，石灰是干土质量的8.0％，水在最佳含水率。
4.根据权利要求1所述的路用石灰土的碱渣低温改良剂的配比设计方法，其特征在于：碱渣剂量与碱渣石灰土的最佳配合比为：碱渣是干土质量的2.7％，石灰是干土质量的6.3％，水在最佳含水率。
5.一种路用石灰土的碱渣低温改良剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)选择干燥场地，对碱渣进行摊铺，摊铺厚度为10～20cm；
(2)对摊铺的碱渣持续多日晾晒，每天进行一次翻晒，用轮胎压路机碾压碱渣，破碎大块碱渣；
(3)对碱渣采样，通过烘干法测定碱渣含水率，确定碱渣含水率是否小于设计值，若高于设计值，则重复步骤(2)，达到设计含水率则进行下一步筛分、破碎；
(4)将在设计含水率内的碱渣进行筛分，按既定质量装入防水袋，每袋装入的碱渣质量按现场网格法计算的每个单元格需要的碱渣量装袋；
(5)按网格法计算的石灰含量进行石灰撒布，对材料拌合，按碱渣石灰土最佳含水量喷晒水量，然后进行现场碾压成型。
6.根据权利要求1所述的路用石灰土的碱渣低温改良剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)中的无侧限抗压强度试件为圆柱体试件。
7.根据权利要求1所述的路用石灰土的碱渣低温改良剂的制备方法，其特征在于：步骤(5)中的抗压强度损失率BDR，即：
Figure FDA0003982799070000021
CN202211554698.2A 2022-12-06 2022-12-06 一种路用石灰土的碱渣低温改良剂的配比设计及制备方法 Pending CN116256226A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211554698.2A CN116256226A (zh) 2022-12-06 2022-12-06 一种路用石灰土的碱渣低温改良剂的配比设计及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211554698.2A CN116256226A (zh) 2022-12-06 2022-12-06 一种路用石灰土的碱渣低温改良剂的配比设计及制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116256226A true CN116256226A (zh) 2023-06-13

Family

ID=86681644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211554698.2A Pending CN116256226A (zh) 2022-12-06 2022-12-06 一种路用石灰土的碱渣低温改良剂的配比设计及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116256226A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117185719A (zh) * 2023-08-24 2023-12-08 江苏苏盐井神股份有限公司 基于环保要求的路面基层碱渣水泥石灰土关键参数设计方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117185719A (zh) * 2023-08-24 2023-12-08 江苏苏盐井神股份有限公司 基于环保要求的路面基层碱渣水泥石灰土关键参数设计方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111718720B (zh) 一种工业废渣土壤固化剂及其制备方法和施工方法
CN110304884B (zh) 一种用于道路基层的水泥磷石膏稳定碎石材料及其制备方法和用途
CN100535258C (zh) 一种土壤固化剂的使用方法
CN103708787A (zh) 一种公路路面基层水泥稳定碎石
CN112110705B (zh) 一种建筑垃圾再生利用的自修复型半刚性基层材料
CN105152519A (zh) 一种无机淤泥固化剂、筑路材料及其制备方法
CN114349437B (zh) 一种高含水淤泥/工程渣土制备路用材料的方法
CN112779016A (zh) 一种高强度固土岩粉状材料、制备方法及应用
CN102162241A (zh) 一种用废弃电石渣改良膨胀土路基填料的方法
CN107117916A (zh) 一种用于道路基层的粉体土壤固化外加剂
CN103553471A (zh) 一种废弃混凝土制透水砖的方法及该透水砖的铺设方法
CN102352622B (zh) 碱渣改良膨胀土的方法及其施工方法
CN116256226A (zh) 一种路用石灰土的碱渣低温改良剂的配比设计及制备方法
CN115852768A (zh) 工业建筑固废负碳道路结构及其信息自动化碳养护方法
CN108797271A (zh) 一种高建筑垃圾骨料掺量再生沥青混合料的生产方法
CN109160787B (zh) 一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料及其制备方法
CN113582641A (zh) 一种建筑垃圾再生骨料制成的无机混合料及其制备方法
CN102190466A (zh) 一种保温混凝土
CN108191309B (zh) 一种改性路基粉砂土及利用其进行路基填筑的方法
CN112456918B (zh) 一种粉土固化材料及粉土的固化方法
CN110219217B (zh) 一种沥青稳定粉土基层小交通量路面结构
CN114751708A (zh) 一种磷石膏路堤填料及其应用、公路路面基层的制备方法
CN113668307A (zh) 一种基于高液限红黏土改良材料的路基填筑方法及装置
Adetayo et al. Modification of cement stabilized structural lateritic wood ash
CN110963772A (zh) 一种回收粉废料水硬性路面基层材料及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination