回收粉對水泥穩(wěn)定碎石溫縮性能的影響

劉 景 東

(遼寧沈陽康平縣公路管理處瀝青拌合站，遼寧 康平 110500)

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回收粉對水泥穩(wěn)定碎石溫縮性能的影響

劉 景 東

(遼寧沈陽康平縣公路管理處瀝青拌合站，遼寧 康平 110500)

為研究不同粉塵摻量對水泥穩(wěn)定碎石基層材料溫縮性能的影響，分別采用不加粉塵的水泥穩(wěn)定碎石、不同粉塵摻量的水泥穩(wěn)定碎石進行溫縮性能變化規(guī)律試驗，研究結(jié)果表明，粉塵摻量小于3%時溫縮性能影響較小。

水泥穩(wěn)定碎石，粉塵，基層，溫縮性能

0 引言

半剛性基層瀝青路面是目前最主要的瀝青路面結(jié)構(gòu)形式，瀝青生產(chǎn)中的關(guān)鍵步驟是瀝青的拌合，瀝青拌合是指在瀝青拌合站將石料、瀝青、粉料、添加劑等按照一定的比例加工成為混合物，然后攪拌生成瀝青混合料。在這個過程當(dāng)中，混合料經(jīng)過運輸、傳送、混合、加熱、攪拌等多個環(huán)節(jié)，在這個過程中產(chǎn)生大量的粉塵，這些粉塵是具有直徑較小的顆粒(粒徑小于0.075 mm)。這些粉塵污染嚴(yán)重，如果不加強粉塵處理，將會對場地周邊環(huán)境造成很大污染，占用土地造成資源極大浪費。而且現(xiàn)今回收粉質(zhì)量的改善各項性能指標(biāo)都能滿足規(guī)范的要求，這就為工程中使用回收粉創(chuàng)造了良好的條件。

本文考慮采用在水泥穩(wěn)定碎石中摻和粉塵，對摻和粉塵水泥級配碎石的半剛性材料溫縮性能開展研究，這對于提高粉塵這一污染環(huán)境的廢物的再利用、減少其對大氣、水域的污染以及土地資源的浪費具有重要意義。

1 試驗方案

1.1 配合比

采用級配10 mm～20 mm碎石、5 mm～10 mm碎石、0 mm～5 mm碎石三檔集料進行配比設(shè)計。采用JTG D50—2006公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范懸浮密實型級配范圍進行室內(nèi)試驗研究，級配范圍見表1，經(jīng)篩分試驗，集料用量是25∶45∶30。

表1 懸浮密實型水泥穩(wěn)定類集料級配 %

1.2 最大干密度和最佳含水量

通過擊實試驗測得試樣的最佳含水量和最大干密度，用于后期無機結(jié)合料試樣制作。計算結(jié)果如表2所示(CDM-水泥穩(wěn)定碎石)。

表2 最大干密度和最佳含水量試驗結(jié)果

2 溫縮試驗

溫縮試驗是依據(jù)T0855—2009公路工程無機結(jié)合穩(wěn)定材料試驗規(guī)程溫縮試驗方法測定試件在含水量不變的前提下測定溫度收縮系數(shù)。

2.1 試件制備和養(yǎng)護

梁式試件尺寸100 mm×100 mm×300 mm，試件制備過程如圖1所示，平行試件個數(shù)為3個，脫模后進行7 d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生，最后一天泡水24 h,梁式試件養(yǎng)護見圖2。

2.2 試驗操作過程

試驗采用應(yīng)變片法，烘干后將試件放到干燥通風(fēng)的地方至常溫。在試件兩側(cè)面表面中心位置用502膠粘貼應(yīng)變片，兩個應(yīng)變片的連接方式為串聯(lián)。本次試驗的溫度范圍為30 ℃～-30 ℃，在高溫時采用恒溫箱，低溫時采用低溫箱進行控制降溫?；鶎硬牧系臏乜s性能主要以溫縮系數(shù)來衡量，計算公式見式(1)：

(1)

式中：εi——第i個溫度下的平均收縮應(yīng)變，×10-6;

ti——溫度控制程序的第i個溫度區(qū)間,℃;

αt——材料的溫縮系數(shù);

βs——溫度補償標(biāo)準(zhǔn)件的線膨脹系數(shù)。

高溫箱見圖3，低溫冰箱見圖4，測試溫縮設(shè)備見圖5，應(yīng)變片和導(dǎo)線的焊接見圖6。

3 試驗結(jié)果和數(shù)據(jù)分析

溫縮試驗數(shù)據(jù)結(jié)果如表3所示，不同摻量的粉塵水泥穩(wěn)定碎石溫縮系數(shù)對比圖見圖7。

表3 粉塵水泥穩(wěn)定碎石溫縮系數(shù) ×10-6 ℃-1

從上述試驗結(jié)果可以得出以下結(jié)論：

1)隨著粉塵摻量的增加，溫縮系數(shù)呈逐漸增大的趨勢，但是在粉塵劑量小于3%情況下，溫縮系數(shù)增加的比較慢。粉塵摻量大于4%時，就未摻粉塵的水泥穩(wěn)定碎石而言，溫縮系數(shù)變化大。

2)比較不同粉塵摻量水泥穩(wěn)定碎石，3%劑量回收粉塵水泥穩(wěn)定碎石平均溫縮系數(shù)增加不大，4%和5%劑量的增加了2.15倍和2.75倍，抵抗溫縮變形的能力變差。若用于試驗路鋪筑，在溫度反復(fù)變化下，3%以下?lián)搅坎粫鹛嗟臏乜s裂縫。

4 結(jié)語

根據(jù)溫縮試驗結(jié)果可以得出以下結(jié)論：

1)回收粉塵只能作為細(xì)集料作為基層材料，當(dāng)粉塵摻量小于3%時，由于摻粉塵水泥穩(wěn)定碎石中碎石含量較小，對溫縮系數(shù)影響不大，隨著粉塵摻量的增長，占混合料總質(zhì)量的比重增大，對混合料總體收縮的影響效應(yīng)增大，因此當(dāng)粉塵摻量超過3%以后，溫縮系數(shù)開始顯著增大。

2)粉塵對水泥穩(wěn)定碎石的影響規(guī)律影響不大，摻粉塵和未摻粉塵的水泥穩(wěn)定碎石規(guī)律一致，都在0 ℃～10 ℃具有最小值，在溫度較低時易產(chǎn)生反射裂縫。

3)在水泥穩(wěn)定碎石中摻入粉塵劑量3%以下，和未摻粉塵的水泥穩(wěn)定碎石基層相比，雖然溫縮系數(shù)隨粉塵摻量逐漸增大，但是影響較小。當(dāng)粉塵摻量大于3%時，摻回收粉塵的水泥穩(wěn)定碎石明顯變大，抗溫縮性不利，建議粉塵摻量小于3%。

[1] 孫兆輝.水泥穩(wěn)定碎石基層的抗裂穩(wěn)定性研究[J].建筑材料學(xué)報，2007,10(1):60-65.

[2] 于 新，黃曉明.低劑量水泥穩(wěn)定碎石基層干縮溫縮性能研究[J].公路交通科技，2007，24(7):52-55.

[3] 徐鷗明.摻粉煤灰水泥穩(wěn)定碎石收縮特性研究[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2014，33(4):72-75.

[4] JTJ 057—94，公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程[S].

Effect of recycled dust on temperature shrinkage performance of cement stabilized crushed stone

Liu Jingdong

(LiaoningShenyangKangpingHighwayAdministrationDepartmentAsphaltMixingStation,Kangping110500,China)

To study different dust content of cement stabilized macadam base course material temperature shrinkage performance of influence. Were made with no added dust of cement stabilized crushed stone, the different dust content of cement stabilized macadam temperature shrinkage can change rule of test. The results of the study show that, when dust content is less than 3%, it has little influence on the temperature shrinkage performance.

cement stabilized crushed stone, dust, basic level, temperature shrinkage performance

1009-6825(2016)11-0120-02

2016-01-24

劉景東(1969- )，男，工程師

U416.03

A