粉煤灰压实土工性质试验研究.docVIP

粉煤灰压实土工程性质试验研究 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 摘要 1 1. 粉煤灰 1 1.1 粉煤灰理化性质 1 1.2 粉煤灰工程性质 1 1.3 粉煤灰压实土的介绍 2 1.4 石灰粉煤灰活化机理 2 2. 粉煤灰压实土的工程性质 2 2.1 击实试验 2 2.2 直剪试验 5 2.2.1 粉煤灰压实土的抗剪强度 5 2.2.3 粉煤灰压实土力学指标 7 3. 压缩试验 7 4. 渗透试验 8 参考文献： 8 粉煤灰压实土工程性质试验研究 摘要 粉煤灰是一种工业废弃物，是发电厂燃煤高炉排放的粉质残渣，通常又被称为“飞灰”。 目前我国燃煤电厂每年排放的粉煤灰已达1.8亿吨以上，引起了许多经济和社会问题。实践证明，对粉煤灰的合理利用，不但可减少污染和场地使用问题，而且将其用作其它材料的替代品，还可减少工程造价。从可持续发展角度看，粉煤灰的综合利用符合现实和长远的利益。 1. 粉煤灰 1.1 粉煤灰理化性质 粉煤灰为细粉状，呈灰色。颗粒为比表面积大的多孔结构，对水的吸附能力很大。粉煤灰的粒径大部分集中在1～50um，平均粒径d50为0.016mm～0.031mm，不均匀系数Cu为3.06～l0.9l，粘粒含率5％～7％ ，塑性指数为4～8，由此判定其土性介于粉砂与粉土之间即砂质粉土，粉煤灰的密度为1.74～2.2cm，渗透系数可达（3．5×10-4～1．6×10-4）cm/s，粉煤灰的比表面积高达3324c㎡／g（平均值），孔隙率为60％～75％，分粗、中、细3种颗粒。 粉煤灰是一种高分散的固溶体，属人工火山灰质材料。火山灰质材料，化学成份随着煤种、燃烧工况和收尘方式不同而变化 。粉煤灰和天然土中的化学成分具有很大的相似性，主要成分以硅、铁、铝、钙的氧化物为主，其次为镁、硫、钠、钾的氧化物以及未燃烧的碳。粉煤灰PH值约为7，属中性材料，对建筑材料无侵蚀作用。 1.2 粉煤灰工程性质 冯海宁[1]在对粉煤灰的工程特性的试验研究中得到： 1、一般燃煤锅炉所排放的粉煤灰（颗粒较粗）具有良好的水稳性。2、由于一般燃煤锅炉所排放的粉煤灰颗粒较粗，颗粒组成类似中砂，因而其内摩擦角较大，值明显大于黄土和砂粘土。3、在相同的压实系数条件下，随着含水量的增大粉煤灰的内摩擦角略有降低，表现出一定的软化性质，其原因主要是由于较多的水份降低了颗粒间的摩擦力而导致内摩擦角降低。4、压实系数的大小对粉煤灰强度有重要的影响，随着压实系数的增大，粉煤灰破坏时的峰值增大，同时粉煤灰的抗剪强度指标有所增加。 综上所述，颗粒较粗的粉煤灰具有较强的抗剪强度和良好的水稳性。因此在进行地基处理时，可以将其作为换填材料，而且性能较好。在实际工程应用中，根据建筑物对地基变形量的要求，进行合理地设计，可以满足工程安全的需要。 1.3 粉煤灰压实土的介绍 在灰土中用等量的粉煤灰代替石灰得到粉煤灰压实土（石灰、粉煤灰和素土的混合物在工程中通常被称为二灰土），是利用废料粉煤灰、石灰与土料混合作为地基回填土的一种新型材料。我国八十年代以来将其应用于公路领域，以代替传统的灰土或素填土，既提高了工程质量，又利用了本为废料的粉煤灰，变废为宝，节省了石灰和土料。 1.4 石灰粉煤灰活化机理 粉煤灰活性机理的本质是：石灰中的氢氧化钙与活性二氧化硅、氧化铝、氧化铁反应生成水化硅酸钙（CaO·SiO2·nH2O）、水化铝酸钙（CaO·Al2O3·nH2O）、水化铁酸钙（CaO·Fe2O3·nH2O）等一系列不溶于水的稳定性结晶生成物。随着水化反应的不断深化，更多的水化生成物生成，并在空气和水中逐渐硬化，将灰土拌和物中的固体颗粒胶结在一起，形成了较大的团粒结构，使得灰土的强度高于其单一组分物质的强度。这一水化过程将一直持续到反应平衡时为止，整个过程比较缓慢，二灰土的强度则随着时间的增长而缓慢增大。1.5 粉煤灰压实土的配比 中铁十一局的贾江立[2]等针对某公路路基场地地质条件，对粉煤灰改善土的强度性能和膨胀性能等方面进行了探讨。从试验中可以看出掺入石灰、粉煤灰的强度的规律性。当石灰与粉煤灰的比例在1：2时，灰土的强度达到0.83MPa，当石灰与粉煤灰的比例在1：3时，强度可以达到1.19MPa，当石灰与粉煤灰的比例在1：4时，强度有所降低，达到1.06MPa。不难看出灰土的强度最大值在石灰与粉煤灰的比例在1：3附近。姚占勇[22]等人在黄河冲（淤）积粉质二灰土的配比研究中，给出了黄河冲淤积