固化剂稳定磷石膏路基填料的工程特性研究

作     者：纪小平 代聪 崔志飞 周荣征 JI Xiao-ping;DAI Cong;CUI Zhi-fei;ZHOU Rong-zheng

作者机构：长安大学公路学院陕西西安710064 四川省交通运输发展战略和规划科学研究院四川成都610041 常熟市市政公用事业管理处江苏常熟215500 

出 版 物：《中国公路学报》 (China Journal of Highway and Transport)

年 卷 期：2021年第34卷第10期

页      面：225-233页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：四川省交通运输科技项目(2019-D-04) 

主　　题：道路工程 固化剂 试验研究 工程特性 磷石膏 有害物质 

摘      要：为提高磷石膏路基填料的强度和水稳定性,降低有害物质溶出,采用甲基硅酸钠、硅酸钠和乳化剂制备磷石膏固化剂(CA),并将质量比为0.5%、1.0%、1.5%和2.0%的CA加入到磷石膏中制备CA稳定磷石膏混合料(CASP),研究了CA掺量对CASP的力学性质(加州承载比CBR、回弹模量、无侧限抗压强度和剪切强度)、水稳定性(泡水软化系数和接触角)与有害物质溶出量的影响规律,并结合扫描电镜试验揭示了CASP的强度形成与水稳定性增强机理。结果表明:CA中的硅酸钠与磷石膏可生成硅酸钙凝胶与硫酸钠晶体,前者的胶凝作用和后者的填充作用提高了磷石膏的强度和密实度,CASP的CBR、回弹模量、无侧限抗压强度和剪切强度随着CA掺量的增加而大幅提升;由CA中的甲基硅酸钠所生成的聚硅氧烷憎水膜,改变了磷石膏颗粒表面的亲疏水性质,降低了磷石膏孔隙,改善了磷石膏的水稳定性,CASP的泡水软化系数随着CA掺量的增加而变大,掺2.0%CA的CASP与水分的接触角为91.4°;浸水11 d后掺1.0%CA的CASP可满足高速公路的路床填料CBR不小于8%和路基回弹模量不低于40 MPa的技术要求;通过硅酸钙凝胶的物理吸附和化学结合,以及憎水膜的填充固封,CA显著降低了磷石膏砷、铬、铅、氟离子和磷酸根的溶出量,掺0.5%CA的CASP浸出液中砷、铬和铅含量分别满足地下水Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅳ级标准。