现浇泡沫轻质土力学性能的试验研究

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1、2015年5月第5期城市道桥与防洪科技研究205现浇泡沫轻质土力学性能的试验研究冯炜，雷学通，王新岐1,2(1．天津市市政工程设计研究院，天津市300051；2．天津市基础设施耐久性企业重点实验室，天津市300051)摘要：通过室内试验，研究了现浇泡沫轻质土的力学性能，分析其抗压强度性能和剪切特性，为分析其路用性能及实际应用提供技术支持，有关经验可供相关专业人员参考。关键词：现浇泡沫轻质土；抗压强度；剪切强度；影响因素中图分类号：U414文献标志码：A文章编号：1009—7716(2015)05

2、—0205—03(1)原料土和气泡含有率对无侧限抗压强度0前言的影响；现浇泡沫轻质土是指用物理方法将发泡剂水(2)固化材料对无侧限抗压强度的影响；溶液制备成泡沫，与水泥基胶凝材料、水及集料、(3)养生环境对无侧限抗压强度的影响；掺和料、外加剂按照一定的比例混合搅拌，并经物(4)养生温度与龄期对无侧限抗压强度的影响。理化学作用形成的一种轻质材料[1-2】。2．1原料土、气泡含有率对抗压强度的影响作为一种新型的路基填料，有必要对其力学为了判断原料土、气泡含有率对无侧限抗压强度及影响因素进行研究，了解

3、力学性能和特性，强度的影响，采用普通硅酸盐水泥，分别固定六组分析其作为路基填料的路用性能。配合比中河砂和水泥的比例(分别为5、4、3、2、1、0)，只改变气泡的含有率，观测无侧限抗压强度的1试验所用配合比变化情况，结果见图1。为了研究现浇泡沫轻质土的各项力学性能，砂与水泥之比：543210++-．I廿+-o_流动值180m本文制定了五种配合比，各配合比有不同的水泥质量与原料土质量比，并采用不同剂量的发泡剂。、各配合比组成及容重见表1。‘、＼。Il表1试验所用现浇泡沫轻质土配合比＼、Ir＼．＼l、

4、气＼＼jl＼

5、、^、气泡含有翠／％图1气泡含有率与无侧限抗压强度关系由试验结果可得如下结论：(1)随着气泡含有率的增加，现浇泡沫轻质土的无侧限抗压强度会逐渐降低；2无侧限抗压强度及影响因素(2)在气泡含有率相同的情况下，河砂与水泥的比例越大无侧限抗压强度就越低；无侧限抗压强度是现浇泡沫轻质土力学性能(3)对于普通硅酸盐水泥，气泡含有率大于最基本的评价指，主要围绕以下因素开展试70％后，其无侧限抗压强度即低于0．4MPa，工程上验：已经很少采用。收稿日期：2015—02—09选取三组配合比Pl、P

6、2及P3，其中，P1配合作者简介：冯炜(1977一)，男，河北秦皇岛人，高级工程师，从事道比砂与水泥的质量比5，P2为3，P3为0，为纯水泥路工程设计工作。206科技研究城市道桥与防洪2015年5月第5期性现浇泡沫轻质土。三种配合比采用相同的气泡2．2．2水泥标号对无侧限抗压强度的影响含有率，其无侧限压缩破坏试验的应力应变曲线为了研究水泥固化材料的标号对现浇泡沫轻见图2。质土无侧限抗压强度的影响，采用配合比E进行试验。试验在不改变配合比和其他原材料的情况下进行，水泥分别采用标号为32．5R、42

7、．5R、52．5R的普通硅酸盐水泥，分别比较不同标号试件养护28d后的强度。轴应变e／％图2不同砂与水泥比的无侧限压缩破坏试验应力-应变曲线可以看出，含砂量多的P1曲线表现为脆性破坏；不含砂的P3曲线表现为塑性破坏；P2的破坏图4不同水泥标号现浇泡沫轻质土无侧限抗压强度形式则介于P1和P3之间。这提示我们，配合比不试验结果见图4。试验结果表明，在其他配合仅影响现浇泡沫轻质土的强度，同时也控制了其比及材料保持不变的情况下，现浇泡沫轻质土的压缩破坏特性。随着含砂量的增加，现浇泡沫轻质无侧限抗压强度随

8、着水泥固化材料标号的增加而土的无侧限压缩破坏形式由塑性变为脆性，其强增加。当水泥标号由32．5R增加到42．5R时，现浇度越大，变形能力则越弱。泡沫轻质土的无侧限抗压强度增加了9．7％，而水2．2固化材料种类对无侧限抗压强度的影响泥标号由42．5R增加到52．5R时，无侧限抗压强度现浇泡沫轻质土是一种功能性水泥基复合材增加了3．4％，其增加幅度有所减小。料，其主要固化材料为水泥。而水泥种类的不同和水泥标号的不同必然会对其强度造成影响。3CBR和回弹模量试验2．2．1水泥材料种类对无侧限抗压强度的

9、影响CBR和回弹模量是路基填料承载力的重要指为了比较水泥种类对无侧限抗压强度的影标。其中CBR是表征路基填料抵抗局部荷载压入响，在不改变配合比和其他原材料的情况下，水泥变形能力的一种强度指标，回弹模量表征其作为材料分别采用相同标号的高炉矿渣水泥和普通硅路基土填料时的整体承载能力。酸盐水泥，分别比较它们的1周和4周强度，试验3．1CBR试验结果见图3。结果表明，在其他条件相同的情况下，本次试验采用了A和E两种不同配比对现浇采用高炉矿渣水泥比采用普通硅酸盐水泥的无侧泡沫轻质土CBR值进行试验。其中A