水泥土应用前景和其掺入比对抗冻性能影响探究

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1、水泥土应用前景和其掺入比对抗冻性能影响探究　　摘要：水泥土是由水泥、土料和水3种材料构成、广泛应用于工程实践的建筑材料。文章总结了其应用现状及前景，并通过实验对水泥掺入比对其抗冻性能的影响作分析，得出其应用前景广阔和水泥掺入比对其抗冻性能影响有限的结论。关键词：水泥土；应用；掺入比；抗冻性能水泥土是由水泥、土料和水3种材料构成，采用人工或机械的方法均匀拌和或压实成型，水泥吸取土中的水分而产生凝结、硬化，形成水泥石骨架并包裹着土颗粒，在土体中形成大量纤维状结晶，并不断延伸充填到颗粒间的空隙中，形成网状结构，增加了土的强度，从而改变了原地基土

2、的物理、力学性质。由于水泥土主要材料是细沙或土，其次为水泥，经过养护后水泥土的性能虽然有很大的改变，但是仍然保留着土的亲水性。1水泥土应用现状及前景8水泥土技术适用于缺乏沙砾料地区的渠道防渗及小型农田水利配套工程，以及大型渠道和道路的垫层材料等。此外，还可用于大坝护坡等工程。一般以当地的特细沙（来源于风积或河道清淤等）或沙壤土为主要原料，混入少量水泥（占总量的10%～15%），适量的水以及微量的外加剂拌和均匀，采用专用机械设备压制成不同规格的板块，经洒水养护一段时间后即可作为建筑材料使用。水泥土在工民建基础处理中首先运用，其以改善基础承载

3、力为主要目的。特别在湿陷性黄土地基中，水泥土挤密桩的广泛应用大大提高了地基的承载能力。一般采用灰土比在5%～15%之间的水泥土，土料则采用黏粒含量较少的，以增加水泥土的强度。水泥土夯实桩地基处理技术是近年来开发的地基处理新技术，它利用工程土和水泥拌和形成混合料，通过机械或人工洛阳铲成孔，并填入水泥与土的混合料形成桩体。由于水泥与土之间产生一系列的物理化学反应，加之夯实所形成的高密度，使桩体具有一定的强度，桩周土得到部分改善，且能节约水泥，当采用具有挤土效应的成孔工艺时，还可将桩间土挤密，形成复合地基承载力，减小地基变形。由于城市高层建筑日

4、益增多，建筑物之间的距离越来越小，基坑开挖支护问题越发凸显出来。水泥土墙在基坑工程中的应用也越来越引起重视。8水泥土在垃圾填埋场的应用也引起人们的重视。当采用水泥土墙作为垃圾填埋场的防渗帷幕时，随着水泥掺量和屏障厚度的增加，水泥土屏障对金属离子的隔离效果会大幅提升。同时，增加水泥掺量取得的隔离效果要优于增加屏障厚度。2水泥土抗冻性能水泥土材料是一种多孔隙、空隙和裂纹的材料。由于水泥土的亲水性，其自身极易吸水，在高寒地区容易胀坏；其次水泥土中的颗粒与颗粒之间由于水泥水化反应产生固化作用，使得水泥土颗粒与颗粒之间具有一定的连接强度，在冻融循环

5、作用下，只要冰胀作用引起的应力大于水泥土颗粒与颗粒之间的连接力，水泥土结构就会破坏掉。基于上述原因，可以得出水泥土冻胀破坏的必备条件为：（1）水泥土自身达到一定的含水率，或者有外来水的补给；（2）具备一定的负温并且负温持续一定长的时间；（3）冰胀作用产生的应力大于水泥土颗粒与颗粒之间的连接力。水泥土冻胀必须同时满足上述三个条件，缺少一个都不能使水泥土发生冻胀破坏。因此提高水泥土的抗冻性能，就要从上述三个条件入手。但是在我国北方高寒地区，水泥土冬季长期处在负温中，并且负温远远超过了水的冰点，足以使得任何材料空隙、孔隙中水成冰。所以只有通过降

6、低水泥土自身含水率、阻止外来水进入材料内部和提高水泥掺入比的措施来改善水泥土的抗冻性能。3水泥土掺入比实验3.1试验设计8为研究水泥掺入比对水泥土抗冻性能的影响，制定水泥掺入比按水泥占风干土的重量比重计算，分别为5%、10%、15%、20%、25%，按每种水泥掺入比制作50mm50mm水泥土圆柱体试块3个，试件成型后标准养护28天，然后在水中浸泡3天，使得水泥土充分吸水饱和。然后放入混凝土快速冻融箱中连续冻融25次，冻融循环结束后，取出试件通过WAW-300C微机控制电液伺服万能试验机测试水泥土无侧限抗压强度。3.2试验材料实验材料采用冀

7、东牌P.O42.5普通硅酸盐水泥，银川市河套平原粉质粘土，和银川市普通自来水。粘土、水泥性能指标见表1、表2、表3。表1试验用土的物理参数比重液限塑限塑性指数最优含水率击实最大干密度2.63g/cm328.81%17.24%11.5717.01%1.764g/cm3表2翼东P.O42.5普通硅酸盐水泥矿物组成矿物成份C3SC2SC3AC4AFf-CaO百分比%55.722.095.1216.790.29表3翼东P.O42.5普通硅酸盐水泥物理性质80μm方孔筛余量（%）标准稠度用水量（%）凝结时间安定性初凝终凝84.828.41h55mi

8、n4h55min无裂缝、无弯曲4水泥土掺入比对抗冻性能的影响4.1试验结果及分析水泥土抗冻试验分为两组，一组水泥土试块经过28天标准养护后直接测无侧限抗压强度；另一组是水泥土经过28天标准养护