纳米二氧化硅稳定剂在公路路基中的应用.pdf
《纳米二氧化硅稳定剂在公路路基中的应用.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《纳米二氧化硅稳定剂在公路路基中的应用.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、引言稳定剂在土壤中的应用由来已久。20世纪初,美国首次将水泥作为稳定剂,与土壤混合形成道路材料。此后,以水泥、石灰或水泥-石灰为基础的综合稳定剂得到了发展1。从20世纪70年代开始,对土壤稳定剂的研究逐渐成熟,出现了稳定剂的分类,并逐步应用于不同领域。例如,李松松2开发了硅酸钠土壤稳定剂,研究发现硅酸钠土壤稳定剂具有良好的激发作用和较高的经济适用性。宋兵伟3用水泥和石灰稳定软黏土,通过设计一系列的混合比例,找到石灰的最佳用量。然而,普通硅酸盐水泥在生产过程中存在严重的环境污染问题。因此,开发一种绿色、环保、经济的土壤稳定剂具有重要的实践意义。许多学者致力于新型经济环保型土壤稳定剂的研究,以弥补
2、传统土壤稳定剂的缺陷。刘蕾4加固了南方地区的软土,并使用Eades-GrimpH(经验石灰推荐算法)确定最佳石灰含量。结果表明:4%的石灰含量可使土壤pH值提高至12,稳定土的强度可以达到更高的水平。池育源5评估使用黏合剂稳定由粉煤灰和高炉炉渣组成的膨胀土壤的潜力。研究发现,添加黏合剂进一步改善了土壤性质。结合上述研究,本研究研制了一种用于稳定淤泥的新型稳定剂,称为矿渣-纳米二氧化硅稳定剂(SNS),该稳定剂由炉渣、纳米二氧化硅和生石灰组成,本文通过宏观力学性能试验、道路性能试验和微观机理分析评价了稳定土的力学及微观性能。1实验方法及路基土性能1.1路基土性能本试验所用路基土的液限wL、塑限w
3、P和塑性指数 IP 分别为 48.7%、29.60%和 19.10。路基土的最佳含水量为 30.12%,最大干密度为 1.76g.cm-3。按照塑性图的分类,粉砂属于极限黏土低液态砂(CLS)。本实验中使用的生石灰中 CaO的含量为 82%,MgO含量为1.6%。同时,使用矿渣代替传统的硅酸盐水泥,用生石灰促进水化反应。通过设计混合比例,自主研发了矿渣-纳米二氧化硅稳定剂(SNS)。1.2无侧限抗压强度测试无侧限抗压强度试验是在没有侧向约束的情况【作者简介】钟富军,广西荔浦人,任职于广西路建工程集团有限公司,工程师,研究方向:道路工程管理。【引用本文】钟富军.纳米二氧化硅稳定剂在公路路基中的应
4、用 J.企业科技与发展,2023(6):42-45.纳米二氧化硅稳定剂在公路路基中的应用钟富军(广西路建工程集团有限公司,广西 南宁 530001)摘要:为提高公路路基土的强度特性,文章研究开发了一种新型的稳定剂,主要用于提高其力学性能及在公路路基上的适用性。通过无侧限抗压强度(UCS)试验和劈裂试验研究,以及水稳定性试验和冻融循环试验,研究稳定剂与路基土混合后的耐久性及其建成后的道路性能;采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析稳定剂对公路路基土的微观结构和机制的影响。结果表明:稳定剂的加入会使泥土颗粒表面与路基土发生水化反应、沸石反应和阳离子交换,从而增强泥土颗粒分子间的作用
5、力,在路基土中加入10%的稳定剂是一种合理、有效的加固路基土的方法,能有效地提高公路路基的早期强度和耐久性。关键词:纳米二氧化硅;稳定剂;公路路基中图分类号:TE254.4文献标识码:A文章编号:1674-0688(2023)06-0042-04本期专题钟富军.纳米二氧化硅稳定剂在公路路基中的应用42下,对路基土的中心施加一定的轴向压力,在此过程中测量路基土的抗压强度。本文根据我国规范 公路工程土工试验方法(JTG E402007)进行无侧限抗压强度试验,研究不同SNS含量的路基土的强度特性,为实际工程施工提供参数依据。1.3水稳定性测试路面结构的破坏源不仅来自外部荷载的作用,还来自周围环境的
6、湿度和基层土中较高的含水量,这些因素都会对路面和基层结构造成内部破坏。本文根据我国规范 公路工程无机胶结料稳定材料试验 方 法(JTG E512009)进 行 水 稳 试 验,通 过10%SNS-S(添加含量为10%的矿渣-纳米二氧化硅稳定剂的路基土)试件浸泡前后的抗压强度计算水稳系数,用于评价土壤稳定剂的水稳性能。1.4冻融循环试验在北方沿海地区,温度的大幅度周期性变化将导致路面结构强度发生周期性变化。因此,考虑到SNS的区域适用性,根据我国规范JTG E512009的试验方法,模拟冷热交替的气候环境,将10%SNS-S和水泥路基土(CS-S)分别放入低温箱(-182)和恒温水箱(202)进
7、行冻融循环,通过冻融循环前后的损失强度计算其防冻指数。1.5SEM为观察添加SNS前后的路基土的微观结构和缝隙形状的变化,将 SNS-S(6%/7 d、10%/7 d、10%/28d)粉碎,取20 mm310 mm35 mm3边缘的中心部分,在50的烘箱中放置12 h后进行显微镜观察。1.6XRDX射线衍射(XRD)是一种常用的定性分析自然界中矿物成分的方法,通过比较稳定化土壤的XRD结果,可以更好地分析稳定化土壤在添加SNS前后和不同年龄段的矿物成分变化。将素土和 SNS-S(6%/7 d、6%/28 d、10%/7 d和10%/28 d)研磨并干燥后进行测试,将2的衍射角设定为585。2实
8、验结果分析2.1无侧限抗压强度试验在本试验中,将添加了 6%、8%、10%、12%和14%的矿渣-纳米二氧化硅稳定剂(SNS-S)的路基土与添加10%水泥的路基土(CS-S)相比,探讨不同养护龄期和不同 SNS 含量对路基土稳定效果的影响(如图1所示)。从图1可以看出,随着路基土养护周期的延长,路基土的无侧限抗压强度先快速增加,后缓慢下降。对标准养护周期为7 d和28 d的试样,公路路基土的最大无侧限抗压强度分别为 4.21 MPa和 5.59 MPa,而 CS-S 的无侧限抗拉强度分别为 2.84 MPa 和 3.11MPa。因此,SNS-S 的无侧限抗压强度约为 CS-S 的1.6倍。随着
9、稳定剂含量的增加,SNS-S的抗压强度先增强后缓慢减弱。当含量为10%时,SNS-S的无侧限抗压强度在28 d达到峰值(5.59 MPa),并且SNS-S的抗压强度值都高于CS-S。6%SNS8%SNS10%SNS10%CS12%SNS14%SNS无侧限抗压强度(MPa)时间(d)图1无侧限抗压强度随时间变化的情况分析上述试验结果,SNS中的矿渣在稳定初期发生了水化反应,生成Ca(OH)2,并且稳定剂中的纳米二氧化硅和生石灰与Ca(OH)2发生水化反应,生成硅酸钙水合物(C-S-H)凝胶、硅酸铝钙水合物(C-A-S-H)凝胶和其他水化反应产物,在土壤颗粒之间起到胶结作用,这也是路基土的强度特性
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 纳米 二氧化硅 稳定剂 公路 路基 中的 应用
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。