[发明专利]一种低收缩水泥稳定土

说明书

本申请公开了一种低收缩水泥稳定土，属于路基材料技术领域，其技术方案要点是，所述水泥稳定土原料主要由土、水泥、土凝岩、硅藻土、外加剂以100：（3‑6）：（11‑15）：（9‑21）：（3‑7）的质量比复配而成，达到降低水泥稳定土层的干缩性能的效果。

技术领域

本申请路基材料领域，特别涉及一种低收缩水泥稳定土。

背景技术

近年来，在我国高等级公路中建设中，沥青路面占80-90％，其中95％的沥青路面采用半刚性基层，半刚性基层是采用无机结合料、碎石、土等形成的板体并具有一定抗弯强度的基层，包括水泥稳定土类、石灰稳定土类、工业废渣稳定土类等。水泥稳定土类作为半刚性基层常用的一种类型，具有较高的刚度、较好的抗压强度和抗弯拉强度，同时具备良好的水稳定性和较强的荷载扩散能力，使沥青面层弯拉应力值较小，符合沥青路面基层的要求，并且造价低，有较好的经济性。

由于自然环境引起的反复干湿循环及冻融循环使水泥稳定土层的强度逐渐衰减，且环境引起的反复干湿循环容易导致水泥稳定土层产生干缩效应，从而产生收缩裂缝，反射到沥青路面产生反射裂缝造成路面开裂，因此降低水泥稳定土层的干缩性能是提高沥青路面使用寿命的重要措施。

发明内容

为了降低水泥稳定土层的干缩性能，本申请提供一种低收缩水泥稳定土。

本申请提供的一种低收缩水泥稳定土采用如下的技术方案：

一种低收缩水泥稳定土，所述水泥稳定土原料主要由土、水泥、土凝岩、硅藻土、外加剂以100：(3-6)：(11-15)：(9-21)：(3-7)的质量比复配而成。

优选的，所述水泥稳定土原料主要由土、水泥、土凝岩、硅藻土、外加剂以100：(4-6)：(11-15)：(9-18)：(3-6)的质量比复配而成。

通过采用上述技术方案，水泥、土凝岩、硅藻土和外加剂的配合使用，可以有效降低土体层的收缩性能，其原因可能是水泥、土凝岩与土颗粒发生火山灰反应将土壤中的自由水固定，此过程会生成针状结晶体钙矾石，反应生成的钙矾石结晶填充土颗粒之间的孔隙，使得水泥稳定土更加密实，降低水泥稳定土层后期的干缩量，从而降低水泥稳定土层开裂的概率，同时针状的钙矾石凝胶分散在土颗粒周围，并连成一片，增强水泥稳定土层强度。

外加剂与硅藻土的配合使用，能够释放部分水分，使得水泥、土凝岩水化反应更加充分，有效填充水泥稳定土层中的孔隙，使得水泥稳定土的致密性显著增加，具备稳定的支撑结构，且大致上没有空洞、空隙的存在，说明持续产生的水化产物能够通过土颗粒表面进入到内部，发挥着骨架支撑作用，促进水泥稳定土层整体的力学性能有所提升。

优选的，所述土凝岩主要由赤泥、钢渣、磷石膏以5：(3-4)：(1-2)的质量比复配而成。

通过采用上述技术方案，土凝岩中赤泥、钢渣以及磷石膏按照5：(3-4)：(1-2)的质量比混合后，土凝岩的比表面积在3100-4500cm³/g的范围内，能够与水泥等发生充分的水化反应，降低水泥稳定土层的收缩量，从而有效提高水泥稳定土路基层的抗开裂性能，经过试验发现，其原因是赤泥、钢渣中SiO₂和A1₂O₃等活性矿物存在，其在水泥稳定土土样中形成不溶于水的晶体结构，从而可有效减少水泥收缩现象。且赤泥、钢渣、磷石膏等在水的作用下发生水化反应和水解反应产生水化铝酸钙、氢氧化钙等凝胶状水化物，随反应的进行，一些水化物会发生硬化形成骨架，一些与土颗粒作用粘结，凝胶物相互连接形成一种稳定的空间网状结构，从而提高土体强度。

优选的，所述硅藻土采用改性硅藻土，改性方法如下：

(1)将待处理的硅藻土置于容器中，向容器内加入体积浓度为10-15％的强酸溶液，在温度为80-90℃的条件下搅拌加热1-2h；

(2)洗涤至中性。