無機結合料穩定材料無側限抗壓試驗

劉西玲

青島科信工程質量檢測有限公司 山東 青島 266400

正文：

1.前言

無機粘結劑穩定材料無側限壓縮試驗是道路運輸工程中增加路面壓實效果的主要方法。對于路面的穩定性來說，壓實的效果可以很好的體現出相應的使用年限和時間，對于路面使用穩定性的提升也就有顯著的作用。雖然在公路工程的施工過程中，有必要采取重型壓實[1]。無機粘合劑穩定材料的無側限壓縮試驗改變了最基本材料組合物的壓實效果的穩定性，而且材料之間的最大干密度和最佳水分含量保持在相對穩定的狀態，促進了道路交通工程以及其他相同原理建設工程的施工效果的明顯提升。

2. 無機結合料穩定材料無側限抗壓試驗的相關概念解析

2.1 穩定土

所謂的穩定土相對于普通土來說穩定性更強的一種土質，因此并不是天然土的形成方式和結構。穩定土的形成是需要在相對來說狀態比較松散或者已經比粉碎的我土質（包括較為常見的粗、中、細粒土）中加入適宜份量的石灰、水泥、工業廢渣、瀝青等相關材料，并以合理的配比來進行混合攪拌、壓實以及養生之后，所能夠得到的一種穩定性較好的新型土質材料[2]。與普通的土質來比較，穩定土在混合壓實之后所形成的高后期強度比較大，因此整體的穩定性和凝固性也更好。但是由于是合成材料的問題，穩定土的水穩性會比較差，這就是使得其不能夠被大量用作道路建設工程中路面的使用，而是可以被當作路面的基層和底基層物質，這樣所形成的路面結構具有較大的抗變形能力，以專業的角度來說，被稱為是半剛性強基層。一般來說，穩定土的材料都會由于天生土質內部所被添加物質的不同而被分為多種類型，主要會包括石灰穩定土、水泥穩定土、瀝青穩定土、石灰穩定工業廢渣和綜合穩定土，其類型的多樣性也幫助穩定土的使用范圍更加趨于完善。總的來說，穩定土的使用范圍和應用效果還是比較好的，在我國道路交通工程的建設過程中將會發揮很大的作用。

2.2 無機結合料

無機結合料主要指的就是水泥、石灰、粉煤灰和石灰或者水泥粉煤灰，這一種物料所使用的水泥穩定性都比較高，整體上來說在被投入到相應的實際工程項目建設過程中之后所產生相應的效果也會比較顯著[3]。一般來說，在建設項目工程中所使用的水泥穩定材料、石灰穩定材料、石灰粉煤灰穩定材料等等，都屬于是無機結合料穩定材料。這種物料的特性是半剛性的，應用范圍相對來說也比較廣泛，但主要還是被用作較高等級公路的建設，常常會被用作高等級公路路面基層、底基層的形成過程中。

3. 無機結合料穩定材料無側限抗壓試驗過程

3.1 試驗目的和適用范圍

本次試驗適用于測定無機結合料穩定土(包括穩定細粒土、中粒土、粗粒土)試件的無側限抗壓強度。主要包括以下幾個方面，分別是：按照預定干密度用靜力壓實法制備試件以及用錘擊法制備試件。而且由于相關的行業規定和實際情況的限制，還必須要保證每一各試件都是高：直徑=1：1的圓柱體。除此以外，由于實驗的特殊性和該種試驗方法的普適性，使得其也能夠適用于其它穩定材料或綜合穩定土的無側限抗壓強度試驗過程中，是有助于各項實驗任務和目的都能夠被完成和達到的重要手法和技術。

3.2 儀器設備

首先，準備一個孔徑為40mm，25mm（或20mm）和5mm的圓孔篩。 便于將較大體積的、不適宜實驗的、會影響實驗效果穩定性和精確性的物質排除出去。第二點，要進行模具試用，由于不同土質的土其粒徑不同，需要采取不同的試模方案。對于細粒土壤，由于土壤中包含的土壤顆粒的最大粒徑不超過10mm，可以選擇試樣直徑×高度= 50mm×50mm;對于中粒土壤，土壤中含有的土壤顆粒的最大粒徑不超過25毫米，可以選擇試驗模具的直徑×高度= 100mm×100mm;對于粗粒土壤，土壤中含有的土壤顆粒的最大粒徑不超過40毫米，可以選擇試樣的直徑×高度= 150mm×150mm。第三，還需要制備具有400kN反應框架和200kN至500kN的液壓千斤頂的汽提塔。路面材料強度測試儀或其他壓力機，但應注意后者規格應不超過200 kN，還需要適量的夯錘和導管。第四點是對養生室的把控，需要其外部溫度和內部環境盡可能地保持在一個恒溫恒濕的狀態中，增強相應物料的穩定性和安全性。第五步需要控制水槽的深度，一般情況下以高于試件高度50㎜最為合適。第六步是靈敏度為0.01g，重量為10kg，規模為5g的秤，還配有一些量筒，攪拌工具，漏斗，鋁盒，烤箱等設備[4]。

3.3 試料準備

首先需要準備具有代表性的風干試料，當風干材料的干燥度和含水量達不到相應要求的時候，要借助專用的烘干機來進行干燥，而且為了保證實驗效果的穩定性，一般是會將烘干機或者烘干箱的溫度控制在50攝氏度左右。當烘干工作完成以后，相應的物料則需要借助木槌來進行搗碎，這時候要注意控制和避免破碎改變粒料的原粒徑，然后再借助圓孔篩來選擇不同粒徑的土質材料。當樣品為粗粒土時，大于40毫米的顆粒被移除使用;如果樣品為中粒土，則去除大于25mm或20mm的顆粒供使用;如果樣品是細粒土壤，則移除大于10mm的顆粒以供使用。其次，在無機粘合劑穩定材料的無側限壓縮試驗的前一天，細粒土應選擇不小于100克，中粒土壤不小于1000克，粗粒土壤不小于2000克。

3.4 制試件

首先，為了保證無機結合料穩定材料無側限抗壓試驗的精確性和穩定性，在本次實驗的過程中還需要根據不同的土質來選擇制作試件的數量。為了使無機粘合劑穩定細粒土，應制備至少6個試件;對于無機粘結劑穩定的中粒，應制作至少9個試件;為使無機粘合劑穩定粗粒土，應制備至少13個試件[5]。其次，對于50㎜×50㎜的試件，1個試件約需干土180～210g；100㎜×100㎜的試件，1個試件約需干土1700～1900g；150㎜×150㎜的試件，1個試件約需干土5700～6000g。 最后，為了確保實驗過程中無機粘合劑穩定材料的抗壓強度和穩定性，加入適宜的水分和石灰也是必須的，具體的加水量公式如下所示：這其中，: Qw表示加入混合物中的水量，單位為（g）;Qn表示混合物中土壤（或聚集體）的質量，單位為（g）;Qc代表混合物中水泥或石灰的質量，以（g）為單位;w代表所需混合物的含水量，沒有特定的單位，常用（%）。

3.5 按預定的干密度制件

用反力框架和液壓千斤頂制件，首先就是要制備一個預定干密度的試件，這一般需要穩定土混合料數量m1隨試模的尺寸而變。公式如下，。其中，V代表試模的體積；w代表穩定土混合料的含水量，單位為（%）；ρd代表穩定土件的干密度，單位為（g/cm3）。

3.6 計算[6]

試件無側限抗壓強度Rc用下列公式計算：

對于小試件：Rc＝P/A＝0.00051P（MPa）

對于中試件：Rc＝P/A＝0.000127 P（MPa）

對于大試件：Rc＝P/A＝0.000057 P（MPa）

式中：P代表的是試件破壞時的最大壓力，單位（N）；A代表的是試件的截面積（A＝π/4D2，D為試件的直徑），單位為（㎜2）。

3.7 擊實試驗和強度試驗

二灰碎石穩定材料分別按照不同的摻配比例(見表6)進行重型擊實試驗，按集料比例稱量各種原材用量,按占試料4.0%、5.0%、6.0%、7.0%、8.0%的含水率計算需加水量，確定其最大干密度和最佳含水量,根據相應配比的擊實試驗結果，按照壓實度97%的設計值進行靜力壓實法制作φ150mm×150mm的圓柱體標準無側限抗壓強度試件。

4.結束語

綜上所述，在我國現階段的城市道路交通項目建設過程中，為了確保相應的路面效果能夠達到較好的穩定性，往往都是采取“擊實法”來求取混合料最大干密度和最佳含水率，雖然在較短的時間內能夠達到行業要求的相關標準，但是在長時間的使用過程以后已經遠遠脫離了，實際的壓實效果。本文所采取的無機結合材料穩定材料無限抗壓試驗是一種突破了時間和機械的路面壓實方法，會使得最終的道路壓實效果更加趨向于實際情況，從而充分地起到了科學指導施工的作用和目的。