水泥稻壳灰稳定基层材料性能试验研究

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随着国家经济社会的发展,我国每年产生巨量的建筑垃圾,建筑垃圾的不当处理会对空气、土壤、地下水造成污染。建筑垃圾的主要成分是废弃的混凝土块和砖块,经破碎加工后形成的再生集料可重新用于工程建设。此外,我国是稻谷生产大国,副产品稻壳灰(Rice Husk Ash,RHA)的产量每年多达4000万吨,稻壳灰因含有高含量的二氧化硅,具有良好的利用前景。我国的路网建设需要消耗大量的矿石资源和水泥,将建筑垃圾和稻壳灰进行资源化利用能在一定程度上减少矿石资源和水泥的使用,起到节能环保的作用。本文从强度性能、抗冻性能、收缩性能方面研究了不同稻壳灰掺量对水泥稳定基层材料路用性能的影响,稻壳灰替代水泥的比例为水泥质量的0%、20%、40%、60%、80%。在此基础上用建筑垃圾再生集料替代40%的天然集料,进一步研究了水泥稻壳灰稳定含有再生集料基层材料的路用性能。主要研究结论如下:水泥稳定碎石的无侧限抗压强度和劈裂强度随稻壳灰掺量的增加而降低,随养生龄期增加而提高,稻壳灰掺量越高,水泥稳定碎石的后期强度增长幅度越大。稻壳灰掺量为20%时,水泥稻壳灰稳定碎石的7d无侧限抗压强度和90d劈裂强度能满足规范要求,干缩性能在试验组中最好。随稻壳灰掺量增加,混合料的弯拉强度、抗压回弹模量、抗冻性能和温缩性能有不同程度减弱,稻壳灰掺量在40%以内时,弯拉强度、抗压回弹模量和抗冻性能能满足规范要求。为满足路用性能要求,建议水泥稻壳灰稳定碎石的稻壳灰掺量不宜超过20%。用再生集料替代40%的天然集料,水泥稻壳灰稳定含再生集料混合料的无侧限抗压强度和劈裂强度随稻壳灰掺量的增加而降低,随养生龄期增加而提高。与未掺再生集料的混合料相比,掺入再生集料使混合料的抗压强度和劈裂强度提升15%左右,稻壳灰掺量为20%时,7d无侧限抗压强度能达到规范要求,稻壳灰掺量为40%时,90d劈裂强度能满足规范要求。掺入再生集料后混合料的抗压回弹模量和弯拉强度都有明显提升,但抗冻性能变差。稻壳灰掺量为40%时,抗压回弹模量和抗冻性能可以满足规范要求,稻壳灰掺量为60%时,弯拉强度能满足规范要求。掺入再生集料后混合料的干缩系数和温缩系数均随稻壳灰掺量增加而线性增大,与纯天然集料的混合料相比,干缩系数有所减小,但温缩系数变大。对于掺再生集料的混合料,建议稻壳灰掺量不宜超过40%。
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