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白灰在膨胀土中的运用

2018/12/18    来源:    作者:  浏览次数:244
  膨胀土是一种在工程中较常遇见的特殊性粘土,主要由强亲水性粘土矿物蒙脱白和伊利白组成,具有强亲水性、吸水显著膨胀、失水收缩和往复湿胀干缩变形的性质,受形成条件、地质、水文及气候环境等因素的影响易崩解、易风化、强度易衰减,如果直接利用膨胀土作为公路路基填土常会对结构物造成危害。随着对公路等级、要求的不断提高,对路基强度、模量及稳定性的要求也不断提高,在路槽底面以下一定厚度往往进行加固补强。这就要求我们在充分认识膨胀土工程性质的前提下进行膨胀土的加固处理研究。

白灰对膨胀土性质的影响
   膨胀土膨胀的主要原因是交换性阳离子和层间底面的水化作用。膨胀土掺入白灰后膨胀土性质改变的机理为:白灰水化后生成大量的Ca2+,膨胀矿物蒙脱白、伊利白吸水的同时,也把大量的Ca2+和溶液中析出的Ca(OH)2吸附到其颗粒周围,矿物颗粒晶格边缘破键产生的电荷吸附Ca2+来取得平衡,这些水化作用形成的白灰水化物在膨胀土矿物表面聚集。粘结和聚集在膨胀土表面的Ca(OH)2经硬化结晶,形成一种防止膨胀土颗粒内水外散和外水内浸的固化层,通过粘土颗粒的絮凝,土的组织发生了变化。随着白灰含量的增加,减少了粘性含量,因而相应地减小了膨胀与收缩,降低了膨胀土的亲水性,增强稳定性。

    掺白灰能减小塑性指数,但掺灰率并不是越高越好。当白灰剂量超过某一值,过多的白灰在土中自由存在,使白灰土的强度降低,力学性变差。因此应通过物理和力学性质、胀缩性、水稳性等试验来确定适当的掺白灰剂量。

试验确定膨胀土掺白灰量实例
白灰的用量应综合考虑压实土的胀缩性、胀缩总率、力学要求、在结构层中的作用及经济合理性来确定。分别对按膨胀土中白灰的含量3%、4%、5%、6%、7%几种情况进行击实、膨胀量、强度试验,
    由试验结果可知,掺入白灰后的膨胀土与素土相比其无荷载膨胀量、有荷载膨胀量、膨胀力、膨胀总率均明显下降,可见掺入白灰对消除膨胀土的胀缩性是非常有效的。当用白灰处理膨胀土时,以处理后胀缩总率不超过0.7为宜。当白灰剂量从3%增加到6%时,7d无侧限抗压强度从0.477 MPa提高到1.122 MPa,此时已经满足设计要求。当白灰剂量继续增大时,无侧限抗压强度增大速度开始微落。由此证明掺灰率并不是越高越好。CBR值随白灰剂量的增加而提高,但根据上述参数的变化,综合考虑经济性和施工难易,我们可选用4%、5%的白灰剂量为白灰设计剂量。
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