基層灰土的灰含量隨時間衰減的試驗研究

劉亞東

摘要：以臨連高速公路石灰穩定土為例，通過室內對幾組不同灰含量的穩定土進行試驗，由試驗數據來分析灰含量隨測定時間的變化，得到灰含量隨時間的衰減規律，對石灰穩定土進行了定量的總結，為灰含量的測定提供參考依據。

Abstract： Taking the lime stabilized soil of Linyi-Lianyungang Expressway as an example， several groups of stabilized soils with different ash content are tested indoors， and the change of ash content with the measurement time is analyzed from the test data， and the decay law of ash content with time is obtained. The lime stabilized soil is quantitatively summarized， which provides a reference for the determination of ash content.

關鍵詞：石灰穩定土;灰含量;EDTA滴定;衰減分析

Key words： lime stabilized soil;ash content;EDTA titration;attenuation analysis

中圖分類號：U414? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）27-0234-02

0? 引言

在石灰穩定土的檢測中，不同灰含量所對應的最大干密度參照標準不同，灰含量與最大干密度成負相關線性關系。由于檢測時間越長，滴定出的灰劑量越低，取用的最大干密度越大，從而反映出的路基壓實度越小，因此檢測時間對灰含量有直接影響。文章根據試驗經歷，以臨連高速公路所用石灰穩定土為研究對象，對石灰穩定土灰含量隨時間衰減問題加以探討。

1? 灰含量與路基土強度的關系

基層灰土中石灰含量小于百分之三或者百分之四時，石灰主要起穩定作用，使土的塑性、膨脹性、吸水性降低，具有一定的水穩定性。隨著灰含量的增加，灰土的性能均增強，但當含量超過一定數量，過多石灰將導致灰土的強度降低。由此可見，灰土中石灰含量存在一個中間量，即最佳含量。通過工程使用實踐數據，石灰最佳含量的常用數據，對于粘性土及粉性土為百分之八到百分之十六，對于砂性土則為百分之十到百分之十八。

2? EDTA滴定法的測試原理

該方法是根據EDTA二鈉溶液與游離Ca2+反應，記錄EDTA的耗量，再依據石灰含量與EDTA耗量的標準曲線，查出其所對應的石灰含量。這種方法可以快速測定灰土中石灰的含量，同時可以檢查拌和的均勻性。檢查時隨著灰土齡期增長，灰土Ca2+發生反應，使得Ca2+濃度逐漸降低，因此測得的灰含量也會變小，這種現象稱為灰含量的衰減。

3? EDTA滴定法的試驗方法

此試驗方法含標準曲線的制作和施工現場灰土含量的測定。

3.1 室內標準曲線的制作

3.1.1 材料用量

按照規范要求計算。

3.1.2 標準曲線試驗

①稱取試驗樣品。取臨連高速公路工地用石灰和土，風干后分別過2.0或2.5mm篩，用烘干法測其含水量。

②試驗。

1）以工地現場的石灰含量為準，取含量大于現場含量2組和含量小于現場含量2組，共5組。在臨連高速公路1標段中，路基灰土采用6%的含量。此外還制備2%、4%、8%、10%的試樣待測。

2）吸取待測溶液，依次滴入NaOH溶液、鈣紅指示劑。先記錄EDTA的用量V1，再滴定，并且要邊滴定邊搖勻，在溶液變為紫色時，放慢滴定速度并搖勻，直到純藍色為終點時停止滴定，記錄EDTA用量V2。用V1-V2計算EDTA的消耗量。

3）對其他的幾個搪瓷杯中的試樣，用同樣的方法進行試驗，并記錄各自的EDTA的消耗量。

3.1.3 完成標準曲線

通過實驗測定，灰含量為2%、4%、6%、8%、10%的試樣所耗用EDTA的消耗量的平均值為6.4mL、11.8mL、16.9mL、22.3mL、28.1mL。以EDTA消耗量為縱坐標，以石灰含量為橫坐標，形成標準曲線如圖1所示。

3.2 施工現場灰土灰含量的測定

挖取臨連高速公路工地現場代表性試樣，用前述制作標準曲線的方法來測定。再對照前述制作的EDTA標準曲線查出石灰含量即為檢測出的施工現場灰含量。

4? 灰含量衰減的試驗研究

在石灰穩定土施工完成，檢測單位來抽查時發現灰含量不達標，甚至遇到工程拌入用灰量明顯大于設計要求，但是檢測出的灰含量還是達不到要求。這時處理都要二次摻灰再碾壓，這將增大施工成本。

這種情況有可能是灰含量隨時間發生了衰減，因為灰含量越小則灰土最大干密度越大，最大干密度越大導致灰土壓實度越小，從而得出路基土壓實度不達標的結論，因此檢查時不可忽略齡期的影響。

文章引用臨連高速公路的試驗數據進行研究：

在2#標段分別選取灰含量為3%、6%、8%的試樣（每個試樣二份）為研究對象，在連續30天內測定，前10天每天測定一次，后20天每二天測定一次，通過上述制作標準曲線的試驗方法對六個試樣進行室內測定，記錄得到試驗數據，以檢測灰含量的天數為橫坐標，以達到設計石灰含量百分率為縱坐標，經分析測定時間與灰含量的關系后得到如圖2-圖4所示。

通過以上3張衰減圖可以看出，石灰穩定土中灰含量都有衰減，灰含量檢查對路基灰土施工具有重要的指導作用，在檢查時是否考慮衰減，對測定結果影響很大，應引起重視。

5? 結論

通過以上試驗分析，石灰土灰含量衰減問題，可得出以下幾點結論：①現場灰含量的檢測應及時進行，因為檢測時等待測定時間越長則灰含量越小，就會得出灰含量不符合實際的結論。②灰含量越少則衰減速度越快，從以上3組試驗可以看出，3%的灰含量第2天就衰減了2.9%，6%的灰含量第2天就衰減了2.5%，8%的灰含量第2天就衰減了2.2%，灰含量越小越應及時檢測。③測定EDTA時所使用的氯化銨溶液應是當天配置的，這樣避免溶液濃度下降對測定結果的影響。④先期測定的材料含水率要準確，否則影響加水用量，這樣影響混合料中的灰用量，導致制作的標準曲線不準確。⑤制作標準曲線時所用的灰是否與現場一致，否則沒有可比性，得出的灰含量結論與施工現場相差較大。

參考文獻：

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