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硅酸盐通报2026年第01期:高掺量磷石膏-水泥-固化剂稳定碎石基层材料的性能及强度形成机理

来源:期刊VIP网 时间:


作者:何兆益;邹萌;姚启文;曹东伟;秦猛;

单位:重庆交通大学交通运输学院;重庆交通大学土木工程学院;中冶建工集团有限公司;交通运输部公路科学研究院;

摘要:本文采用高掺量磷石膏搭配水泥、自研固化剂稳定级配碎石制备路面基层材料,研究不同水泥、磷石膏、固化剂掺量对基层材料各龄期无侧限抗压强度及路用性能的影响,结合XRD、FTIR、SEM-EDS等测试方法探讨材料的水化机制和微观特性,并测试其浸出毒性。结果表明,水泥与磷石膏的质量比增大会提升基层材料的力学性能,且使用自研地聚物固化剂替代20%(质量分数,下同)水泥后基层材料的力学性能会进一步增强。以7 d无侧限抗压强度为评价指标,结合实际工程需求,提出高掺量磷石膏-水泥-固化剂稳定碎石基层材料最优配合比:35%磷石膏+4%水泥+1%三元碱激发固化剂+60%级配碎石。相对未掺入固化剂对照组,最优配合比下基层材料7、28和60 d无侧限抗压强度分别提升了69.2%(达到6.6 MPa)、106.7%(达到9.3 MPa)和88.3%(达到11.3 MPa)。主要水化产物为水泥水化形成的水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和钙矾石(AFt),碱性固化剂不仅激发了水泥活性,还与磷石膏中的Ca~(2+)通过火山灰反应进一步生成C-S-H凝胶和水化硅(铝)酸钙(C-(A)-S-H)凝胶,二者共同为基层材料提供强度。基层材料中的F~-和重金属元素的毒性浸出浓度均符合我国现行的污水排放标准。

关键词:磷石膏;;路面基层;;固化剂;;水化特性;;无侧限抗压强度;;形成机理

基金资助:国家自然科学基金(52478444);; 重庆市研究生科研创新项目(CYS23486)