对电石灰材料做路面结构层的分析

对电石灰材料做路面结构层的分析摘要沧州是一座化_〔城市，电石灰是其化上行业排放的一种工业废渣。这种固体废弃物对环境造成很人污染，另外，它的存储问题也制约着企业的发展.解决电石灰问题已势在必行。本文主要阐述电石灰在公路工程中的应用，为说明问题，全文共分五个部分，即一、石灰土在公路工程中的应用;二、二灰土的应用;三、石灰粉煤灰稳定级配碎石;四、电石灰应用;五、对沧州地区柔性路面结构组合的建议。经研究分析发现，电石灰的主要成分是氢氧化钙，而石灰的主要成分也是氢氧化钙。如果利用电石灰来替代石灰应用于公路工程中，不仅解决了当地的因“废”之忧，给沧州一片净土，也给沧州的化I行业带来了生机，同时，用电石灰代替石灰，大大降低了工程成本。因此，在公路_「程中利用电石灰不仅具有明显的经济效益，还有更为显著的社会效益和环境效益。经过室内的大量试验和试验路的试验数据分析，电石灰完全可以替代石灰。我们可以利用电石灰来稳定细粒土，利用电石灰和粉煤灰来稳定细粒土。通过数据分析，这种电石灰稳实土和电石灰二灰土完全可以用于高等级公路的高级路面的底基层，也可以用于低等级公路的路面基层，同时推断，用电石灰和粉煤灰来稳定的级配碎石，可用于高等级公路的路面基层。对于电石灰稳定土、电石灰二灰土和电石灰二灰稳定级配碎石的配合比以及电石灰的掺和剂量、控制方法、施工操作工艺等都做了大量的室内、室外试验，得出比较科学的数据和方法。按照沧州的经济条件和气候条件，提出沧州地区既符合各种规范要求又经济可行并符合当地情况的路面结构组合和路面厚度是十分必要的。作者根据不同的道路等级进行了不同的结构组合，并选用了不同的结构层厚度，同时拟定了一条二级公路进行验算。总之，用电石灰来替代石灰是可行的，而且具有现实的重要意义。关键词:电石灰，基层，材料，分析对电石灰材料傲路面结构层的分析STUDYOFFEASIBILITYOFUTILIZINGCALCIUMCARBIDEDUSTASBASEMATERIALINHIGHWAYBUILDINGABSTRACTCangZhouisachemicalengineeringcity.Calciumcarbidedustisasortofindutrialsolidwastesdischargedfromchemicalindustry.Calciumcarbidedustpollutesenvironmentseriouslyandinaddition,thequestionofstoragerestrictedthedevelopmentofthecorporation.Tosettlethequestionaboutcalciumcarbidedustisimperativeunderthesituations.Thetextexpatiatedtheapplicationofcalciumcarbideashinhighwaybuilding.Thearticleincludesfiveaspects:1.Applicationoflimesoil.2.Applicationoflime-flyashmixture.3.Lime-flyashstabilizationwithgradinggravel.4.Applicationofcalciumcarbidedust.5.ProposalaboutroadwaystructureofCangZhou.Bystudingandanalyzing,wecandiscoverthatcalciumcarbidedustandlimehavethesameprimarycomponent---Ca(OH)}.Ifwecanusecalciumcarbidedustinsteadoflimeasthebasematerialinroadconstruction,notonlysolvethequestionofenvironmentpollution,butalsobrightgreatvitalforcetothechemicalindustryofCangZhou.Atthesametime,itcanreduceengineeringcost.Therefore,usingcalciumcarbidedusthavebotheconomicalbenefitandsocialbenefit.Weanalyseamassofdataofexperimentsandconcludethatcalciumcarbidedustcanbeusedinplaceoflimecompletely.Wecanusebothcalciumcarbidedustandcalciumcarbidedust-flyashtostabilizefine-soil.Aswellasbeingusedinsubbaseofhighgraderoad,calciumcarbideduststabilizationandcalciumcarbidedust-flyashstabilizationcanbeusedinbasecourseoflowgraderoad.Sowecandeducethatcalciumcarbidedust-flyash-gravelstabilizationcanbeusedinbasecourseofhighgraderoad.Aboutmixturerateofcalciumcarbideduststabilizationandcalciumcarbidedustsmixingdose,controllingmethodandconstructtechnics,weconductlargenumberofindoortestsandoutdoortestsandeducescientificBatasandmethods.AccordingtoeconomicalconditionandclimateconditionofCangZhou,itisnecessarytomentionthecombinationandthicknessofroadconstructionthatcanaccordtherequestionofcriterion,beeconomicalandviable.Authorcarriedthroughdifferentstructurecombinationandchooseddifferentthicknessofstructurelayerbasingondifferentroadgrade.lnthistext,authorelectedasecondaryroadtocheckingcomputations.Inconclusion,itisviableandsignificanttousecalciumcarbidedustinsteadoflime.KEYWORDS:calciumcarbidedust,baselayer,material,feasibility,study第一章石灰土在公路工程中的应用夸，一绪论众所周知，我国在不少地区都缺乏天然砂砾如碎石材料，为铺筑道路路面基层和底基层，外运石料往往运量过大和造价过高，客观上难于实现。使用少量石灰稳定沿线的土用作道路路面的基层和底基层，可以大大减少外运材料的数量，大幅度降底工程造价。由于多数土都可以用石灰进行稳定和石灰土混合料能达到一定的强度水平，这个强度水平足以适应多数道路的需要，也由于我国很多地区都生产石灰，石灰是我国最普遍和最廉价的路面用结合料，它的价格比水泥低的多，因此，数十年来石灰稳定土不单在一般道路上使用很j’一，发挥着重要作用，就是在当前我国的高等级公路建设中石灰稳定土也发挥着重要作用。在很多地区的高等级公路建设中，石灰稳定土被用作路面的底基层和路基改善层。石灰处治土包括两类:一类是满足规定强度要求的石灰稳定土，我种石灰稳定土可以用做除高速公路和一级公路以外，其他各个等级的卜道路路面和机场道面的基层和底基层。对仅用少量石灰来降低原天然粒料土的塑性指数或稍增加其强度的石灰土叫做石灰改善土，这种石灰改善土只用于软土地基处理和道路路面垫层或低等级公路较少交通的路面基层。将粉碎的土中掺入适量的石灰，这种石灰土按照一定的技术要求，将拌匀摊铺的混合料在最佳含水量时压实，经养生成型的路面基层、底基层结构称为石灰稳定土基层、底基层。本章主要叙述石灰稳定细粒土。石灰稳定细粒土，可用做高速公路和一级公路的底基层。也可用做二级和二级以下各等级公路的基层。但石灰土不得用做二级公路的基层和二级以下公路高级路面的基层。这种石灰稳定土，具有较高的抗压强度和一定的抗拉强度，有较好的板体性，水稳性和冰冻稳定性，并且多数土都可以用石灰进行稳定，同时使于施「，比较经济，使用效果也好。虽然石灰稳定土的强度和水泥稳定土等其它半刚性材料相比是最低的，但它的刚性和分布荷截能力仍然较传统的级配碎石和级配砾石人得很多，使路面结构能够承受较大的交通量。在十基强度较差的路段上，使用石灰十结构层与其他半刚性材料层一样，更明显优越于使用级配集料结构层。影响石灰稳定细料土物理力学性质因素很多，例如:材料，水分，拌和均匀性、压实、养生等。为使石灰稳定土达到满意效果，必须严加控制。'1-2石灰对石灰稳定细料土物理力学性质的影响i-2-i:}灰的生产过程石灰是由石灰石、白云石、方解石等原材料锻烧而得到的，石灰石的土要成分是碳酸钙(caco:})，仅含很少量的碳酸镁(Mgco:}.因此用石灰石烧制成的石灰其主要成分是氧化钙Ca0，通常还含有少量的氧化镁Mg0和残渣。而白云石的成分是碳酸钙·碳酸镁，经缎烧后，分别分解为氧化钙和氧化镁。当氧化镁对电石灰材料做路面结构层的分析含童超过5%时，即称做镁石灰，否则称做钙石灰。生石灰迂水就开始消解，同时放出大量热:MgC03一CaC03700'C}900'CMg0+Ca0+2C02tCa0+Mg0+2H_0一Ca(OH)}+Mg(OH):+热星1-2-2}fi灰与土的反应将消石灰加到土中或将生石灰粉加到土中，并加水拌和后，土的性质和结构很快开始变化。开始是絮凝和絮聚，随后粘士颗料就形成粗粉粒状的较大的颗粒。这种变化将依次地改变土的液限，塑限、塑性指数和压实性能。絮凝作用往往为因T离子交换，一般是游离钙离子占据其他吸附在粘十矿物络合物周围的离子(如钠离子)。在碳化过程中，还会产生某些能发挥轻微胶结作用的碳酸钙。石灰与土的另一种反应是火山灰反应，这种反应会再次引起密实的土一钙混合物缓慢的胶结，在火山灰反应中，硅酸盐和铝酸盐元素从粘土矿物中分离，它们的溶解度取决于PH值。石灰可以增加土的PH值，并导致硅酸盐和铝酸盐的溶解度增加，从粘土矿物的晶体结构中获得硅、铝离子，而发生一系列火山灰反应，这种反应是长期进行了，断地减少，石灰土的离解成Cap’和OH离子PH值也逐渐降低。随着反应时间增长，参加反应的石灰不}-a灰与土拌和后，初始阶段是Ca(OH):，这些离子改变着粘土矿物的电表面力，因此’，添加Ca(OH)}使土的结晶结构大部分损失了，这阶段进展的较快，它是造成凝胶相转化的过渡时期。凝胶物质能将矿物颗粒连接和胶结起来，从而改变整个孔隙结构，凝胶相可能是减少消石灰稳定土水分吸收和增加其抗水性的原因。总之，根据化学分析和微观结构分析，通常认为，石灰加入土中后，发生一系列的化学反应和物理化学反应，主要有离子交换反应，Ca(OH)，的结品反应和碳酸化反应以及火山灰反应，这些反应的结果使枯土颗粒絮凝，生成品体氢氧化钙、碳酸钙和含水硅铝酸钙等胶结物，这些胶结物逐渐由凝胶状态向品体状态转化，致使石灰土的刚度不断增大，强度和水稳性不断提高。石灰能明显地降低土的塑性指数。石灰加入土中后，土的塑限急剧增加，使塑性指数显著降低。这种塑性指数降低和强度增加是随时间进行的，但其作用却是立即发生的。同时，石灰加入土中后，可使土的体积变化明显减