水泥土,全称“水泥稳定细粒土”,在经过粉碎的或原来松散的土中,掺入足量的水泥和水,经拌和得到的混合料在压实和养生后,当其抗压强度符合规定的要求时的无机结合料。视所用的土类原材料不同,也有水泥砂或水泥石屑等。近年来,这种材料在道路建设中越来越受到关注。它不仅经济环保,而且具有良好的工程性能。下面,我们将从材料要求、施工和质量控制三个方面,详细介绍水泥土的应用。
一、材料要求
水泥土的主要材料为水泥和土,具体要求如下:
1、水泥:应选用缓凝硅酸盐类水泥,如陕西地区生产的P.c 32.5水泥。其初凝时间一般超过4小时,终凝时间超过6小时。作为填料使用时,水泥剂量应不大于3%(通常掺2%左右,难控制时可掺3%)。一般不建议采用强度等级为42.5的水泥,若采用,需通过试验确定水泥剂量。
2、土:应选用塑性指数在12~18之间、含水率为最佳含水率±2的细粒土。塑性指数低时,含水率应偏高;塑性指数高时,含水率应偏低。具体取值需通过试验确定。
二、施工
对土的一般要求是易于破碎,满足一定的级配,便于碾压成型。高速公路工程上用于水泥稳定层的土,通常按照土中组成颗粒(包括碎石、砾石、砂颗粒,不包括土块和土团)的粒径大小和组成,将土分为下列三种:
细粒土:颗粒的最大粒径小于9.5mm,且其中小于2.36mm的颗粒含量不小于90%(如塑性指数不同的各种粘性土、粉性土、砂性土、砂和石屑等)。
中粒土:颗粒的最大粒径小于26.5mm,且其中小于19.0mm的颗粒含量不小于90%(如沙砾石、碎石土、级配沙砾、级配碎石等)。
粗粒土:颗粒的最大粒径小于37.5mm,且其中小于31.5mm的颗粒含量不小于90%(如沙砾石、碎石土、级配沙砾、级配碎石等)。
水泥土的施工需采用机械化方式,以确保施工质量和效率。以20厘米厚的水泥土底基层为例,施工步骤如下:
1、将计算好的土量平铺在施工面上,整平并稳压。
2、将计算好的水泥量按每平方米用量均匀摊铺在土上,最好采用智能摊铺技术。
3、使用稳定土拌和机进行拌和,拌和深度应至设计底基层高程下5~10毫米,以防产生素土夹层。拌和2至3遍,直到均匀为止。
4、拌和均匀后,立即进行碾压,碾压5至6遍,以达到规定的压实度。
三、质量控制
水泥土施工的质量控制至关重要,主要包括以下几个方面:
1、材料控制:必须按照技术要求配置材料,确保水泥和土的质量。
2、7天无侧限抗压强度:必须达到设计要求,这是衡量水泥土性能的重要指标。
3、压实度:路面底基层的压实度应控制在97%,其他部位的压实度应达到96%。
4、钻芯取样:在7至10天内应能取出完整度达到90%的钻件,以检查水泥土的完整性。
5、施工延时要求:必须满足在2小时内完成水泥土施工的要求。
四、水泥土的优缺点
优点:
1、水泥稳定土的强度高,具有良好的稳定性。
2、整体性优异,因此具有很高的承载力。
3、强度可调,既可以满足小于1.0mpa的需求,也可以达到10mpa以上的素混凝土强度。
4、广泛的土壤适用性,几乎所有类型的土都可以用水泥进行稳定。
5、施工灵活性高,既可以在现场拌和,也可以集中厂拌。
6、在缺乏其他粒料的地区,使用水泥稳定土具有较高的经济性。
缺点:
1、水泥土表面不能直接承受汽车轮胎的磨耗。
2、由于收缩系数较大,容易产生收缩裂缝。
3、水泥的水化和硬化过程较快,导致施工期相对较短。
4、雨季施工较为困难,过多的水分会影响施工质量和材料的性能。
总的来说,水泥土作为一种经济、环保且性能优良的路面建设材料,其施工质量控制是确保工程质量和性能的关键。通过严格的材料选择、科学的施工方法以及全面的质量控制措施,可以确保水泥土在路面建设中发挥最佳效能。