脱硫石膏与粉煤灰在水泥稳定碎石基层的应用研究

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1、第2期（总第172期）No.2(SerialNo.172)2014年4月CHINAMUNICIPALENGINEERINGApr.2014DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2014.02.003脱硫石膏与粉煤灰在水泥稳定碎石基层的应用研究严军，陆青清，曹亚东[上海公路桥梁（集团）有限公司，上海，200023]摘要：将一定量的脱硫石膏加入水泥稳定碎石，辅以一定量的粉煤灰，对脱硫石膏-水泥-粉煤灰体系的凝结时间进行测定，确定水泥稳定碎石基层的合理施工时间。对不同外掺总量的水泥稳定碎石进行重型击实试验，得出其最佳含水量与最大干密度

2、值。对不同外掺总量的水泥稳定碎石进行无侧限抗压强度试验，并对掺量为15%的试件进行水稳定性和长期强度试验。关键词：脱硫石膏；水泥稳定碎石；粉煤灰中图分类号：U416.214文献标志码：B文章编号：1004-4655(2014)02-0006-03脱硫石膏属于一种工业废弃物，当其与粉煤灰表2脱硫石膏化学成分％拌合时能够提升后者的反应效率，增强胶凝材料SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3loss体系的黏结效力，从而减少水泥用量及水化热的效2.083.157.2626.610.742.46.91果。脱硫石膏遇水反应后体积发生略微膨胀，有助注：本

3、市各电厂的脱硫石膏附着水（质量分数）一般为10%～15%。于提高材料密实性，延缓材料的收缩开裂，提高材当脱硫石膏的附着水含量＞15%时，易黏附[1]料的抗水损和抗裂性能，延长使用寿命。同时脱于输送设备，不利于控制脱硫石膏投料。硫石膏相比粉煤灰具有无需二次加工的优势，可直1.2水泥接作为建筑材料使用。目前，脱硫石膏在道路工程它是土木工程中最重要的建筑材料之一，具[2]中仅作为路基填料使用，未能充分发挥其性能。有良好的水硬性，广泛应用于土木工程的各个领本文将脱硫石膏直接用于道路水泥稳定基层材域。本试验研究采用的水泥是海螺牌水泥（P·O料，辅助一定量的粉

4、煤灰，降低道路工程造价，减42.5）。少建设碳排放，有效保护环境并提升其使用价值。1.3粉煤灰1原材料采用上海石洞口发电厂原状粉煤灰，等级为1.1脱硫石膏Ⅲ级粉煤灰，其化学成分见表3。采用上海石洞口电厂的烟气脱硫石膏，经X表3粉煤灰化学成分％射线衍射及热差分析，结果表明：该种石膏的存在SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3loss形式基本上为CaSO4·2H2O，其矿物组成见表1，53.1230.122.912.731.840.246.40其化学成分见表2。1.4碎石表1脱硫石膏矿物组成本试验采用的集料规格为0～3mm、3～5mm、名称主晶

5、相次晶相少量相5～15mm、15～25mm。硬石膏、可溶性无水石膏、石英、物相组成二水石膏钙矾石2凝结时间测定长石等将脱硫石膏-水泥-粉煤灰体系作为复合胶收稿日期：2013-10-14凝材料测定初凝和终凝的时间，以便得出水泥稳定基金项目：上海市科委项目（12231205302）；同济大学道[3]碎石基层的施工时间。路与交通工程教育部重点实验室开放基金资助（K201205）为达到大量消耗脱硫石膏的目的，拟定脱第一作者简介：严军（1976—），男，高级工程师，博士，主要从事道路材料的研究。硫石膏在水泥稳定碎石中的掺量≥5%，最大用6严军，陆青清，曹亚东

6、：脱硫石膏与粉煤灰在水泥稳定碎石基层的应用研究2014年第2期量≤8%，水泥用量降为2%左右，水泥与脱硫2.4外掺总量15%石膏试验掺配比例在1∶2.5～1∶4之间。测2.38-32.36外掺总量21%外掺总量18%试结果见表4。2.34表4脱硫石膏-水泥-粉煤灰凝结时间测定2.32外掺总量24%胶凝材料比例（水泥∶脱硫2.3初凝时间/h终凝时间/h干密度/g·cm石膏∶粉煤灰）2.28外掺总量27%12∶44∶4418.922.62.2612∶17∶7119.321.52.2412∶53∶3522.525.044.555.56含水量/%从表4可以

7、看出，脱硫石膏-水泥-粉煤灰图1最佳含水量与最大干密度关系图胶凝材料的初凝和终凝时间远大于普通硅酸盐水泥由图1可知，外掺总量为15%的水泥+脱的初、终凝时间。在实际生产过程中，可增加混合硫石膏+粉煤灰的稳定碎石材料的最佳含水量为料的运输距离，延长施工工期，尤其适合在炎热的35.0%，最大干密度为2.391g/cm；总量为18%夏季施工。但过长的初、终凝时间导致混凝土的早的水泥+脱硫石膏+粉煤灰的稳定碎石材料的期强度不高，最直接的体现在无法测试脱硫石膏-3最佳含水量为5.5%，最大干密度为2.385g/cm；水泥-粉煤灰胶砂材料的7d抗压、抗折强度试

8、验。总量为21%的水泥+脱硫石膏+粉煤灰的稳定3重型击实试验碎石材料的最佳含水量为5.1%，最大干密度为本试验按水泥∶脱硫