一种掺加贝壳粉等颗粒型填料提高固化土耐久性的方法与流程

本发明涉及土木工程建筑施工技术领域，具体为一种掺加贝壳粉等颗粒型填料提高固化土耐久性的方法。

背景技术：

目前，根据《公路路基施工技术规范》jtgf10-2006，较好的路基填料为级配良好的粗粒土，级配良好的粗粒土是较好的路基填料，是因为其具有如下特点：(1)形成稳定的承载骨架，级配良好的粗粒土中，其粗颗粒形成骨架，承受荷载，使其具有较高的强度；细颗粒填充在粗颗粒骨架的空隙中，起到限位作用，使粗颗粒不易被压碎，避免颗粒的重排列，降低了其不均匀变形；(2)粗粒土不具有塑性；粗粒土颗粒较大，吸水性差，不会吸收水分产生强结合水和弱结合水，这避免了土体吸水体积膨胀，从而在荷载作用下产生不均匀变形；(3)透水性好，不会产生孔压积聚；粗粒土孔隙与空气连通，且能较快排走，因此不会产生超静孔压；但是，在很多冲积平原和三角洲地区，环境保护要求越来越严格，路基填料短缺现象非常严重；

土壤固化剂就是一种能够在常温下加固土体的新型材料，其以节能环保、性能优异而备受人们的关注，在工程中，添加土壤固化剂，形成固化土，己应用在建筑地基、路基、渠道工程以及水土保持等工程领域中，虽然土体经过添加固化剂处理后形成的固化土，能满足路基的强度等要求，但是在工程实践中发现固化土的耐久性是其推广应用的瓶颈，在寒冷的北方地区，很多固化土工程往往经过几年就会破坏，导致现有的固化土在使用时存在以下问题：

由于固化土为细粒土，无法形成承载骨架，吸水能力较强，由于高地下水位及降雨等，增加其塑性，还会产生较大的孔隙水压力，因此，在道路荷载长期作用下，由于土体塑性、含水量等的变化，造成路堤产生较大不均匀沉降，其耐久性难以满足要求。

针对上述问题，在原有固化土的基础上进行创新设计。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种掺加贝壳粉等颗粒型填料提高固化土耐久性的方法，以解决上述背景技术中现有的固化土，无法形成承载骨架，吸水能力较强，导致路堤产生较大不均匀沉降，其耐久性难以满足要求的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种掺加贝壳粉等颗粒型填料提高固化土耐久性的方法，所述方法包括以下步骤：

第一步：选取贝壳，在对贝壳原料进行选取时，应避免贝壳破损，需要其表面较为完整，最好以刚加工完的贝壳最佳，避免破损的贝壳原料影响后续的加工和使用，为实验数据提供良好的基础，选品完毕后，对收集来的贝壳进行集中批量清洗，去除其表面附着的杂物和有机物等，避免影响后续加工和使用，清洗是因避免长期浸泡，冲洗方式最佳，避免贝壳被水浸泡软化，然后将清洗完成后的贝壳进行铺开晾晒，去除贝壳原料上清洗后的水分，同时晾晒时间为正常阳关下8小时最佳；

第二步：然后进行贝壳粉颗粒的制作，将清洗晾晒后的贝壳用粉碎机进行批量粉碎操作，初步粉碎后，可以通过筛网将片状和较细粉末状贝壳粉进行集中筛分，然后将片状的贝壳取出再次进行破碎，直至制备而成粒径小于0.5mm的贝壳粉颗粒，形成多孔颗粒型填料，留存待用；

第三步：将固化土基材渗入上述制备而成的贝壳粉颗粒，进行混合操作，同时混料之前需要进行重量的称量，称取5-10kg的固化土以及0.75-2kg的贝壳粉颗粒，并做好记录，将固化土和贝壳粉颗粒按照一定比例进行混合，并在固化土混合之前，对固化土进行水分测定，通过水分测定仪器进行水含量检测，并对固化土进行烘干操作，使得固化土中的水分含量为1-2％，完成固化土的水分测定工作，然后对固化土基材和贝壳粉颗粒进行均匀搅拌混合，混合时，需要保持混合设备的干燥，避免水气进行内部；

第四步：将混合制备而成的固化土和贝壳粉颗粒混合物分层填入实验路基，并用压实设备进行压实操作，然后静置一段时间后对实验路基进行检测，检测包括直接检测和在喷淋雨水后再进行检测，检测方法采用固化土强度特性实验研究的方法进行性能检测；

第五步：对不同重量和配比的固化土和贝壳粉颗粒混合物进行记录，同时对实验数据进行实时记录，以得出最佳方案，提高固化土和贝壳粉颗粒的混合以及使用效果。

优选的，所述贝壳粉颗粒的粒径制备分别为0.3mm和0.5mm，采用不同目数的筛网进行精准筛分。

优选的，所述固化土和贝壳粉颗粒的配合比例分别为85％：15％和80％：20％。

优选的，所述固化土准备2份，且2份固化土的水分含量分别为1％和2％。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该掺加贝壳粉等颗粒型填料提高固化土耐久性的方法，通过掺加贝壳粉等多孔颗粒型填料，在固化土中形成大颗粒骨架，建立稳定的荷载承担体系，其它颗粒则充填在大颗粒间的空隙中，起到限位作用，保证骨架稳定，而且，骨架建立了相互连通的孔道，提高了固化土的透水性，不会产生孔压积聚，导致超静孔压；固化土中的水分可被贝壳粉吸收储存，降低了土的含水量，使土的塑性降低，进而避免不均匀沉降产生，同时通过对贝壳的利用，固化土的耐久性特性，并实现废物利用，具有绿色环保特点。

附图说明

图1为本发明固化土和贝壳粉颗粒粒径、含量和配比示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种掺加贝壳粉等颗粒型填料提高固化土耐久性的方法，包括以下步骤：

第一步：选取贝壳，在对贝壳原料进行选取时，应避免贝壳破损，需要其表面较为完整，最好以刚加工完的贝壳最佳，避免破损的贝壳原料影响后续的加工和使用，为实验数据提供良好的基础，选品完毕后，对收集来的贝壳进行集中批量清洗，去除其表面附着的杂物和有机物等，避免影响后续加工和使用，清洗是因避免长期浸泡，冲洗方式最佳，避免贝壳被水浸泡软化，然后将清洗完成后的贝壳进行铺开晾晒，去除贝壳原料上清洗后的水分，同时晾晒时间为正常阳关下8小时最佳；

第二步：然后进行贝壳粉颗粒的制作，将清洗晾晒后的贝壳用粉碎机进行批量粉碎操作，初步粉碎后，可以通过筛网将片状和较细粉末状贝壳粉进行集中筛分，然后将片状的贝壳取出再次进行破碎，直至制备而成粒径小于0.5mm的贝壳粉颗粒，形成多孔颗粒型填料，留存待用；

第三步：将固化土基材渗入上述制备而成的贝壳粉颗粒，进行混合操作，同时混料之前需要进行重量的称量，称取5-10kg的固化土以及0.75-2kg的贝壳粉颗粒，并做好记录，将固化土和贝壳粉颗粒按照一定比例进行混合，并在固化土混合之前，对固化土进行水分测定，通过水分测定仪器进行水含量检测，并对固化土进行烘干操作，使得固化土中的水分含量为1-2％，完成固化土的水分测定工作，然后对固化土基材和贝壳粉颗粒进行均匀搅拌混合，混合时，需要保持混合设备的干燥，避免水气进行内部；

第四步：将混合制备而成的固化土和贝壳粉颗粒混合物分层填入实验路基，并用压实设备进行压实操作，然后静置一段时间后对实验路基进行检测，检测包括直接检测和在喷淋雨水后再进行检测，检测方法采用固化土强度特性实验研究的方法进行性能检测；

第五步：对不同重量和配比的固化土和贝壳粉颗粒混合物进行记录，同时对实验数据进行实时记录，以得出最佳方案，提高固化土和贝壳粉颗粒的混合以及使用效果；

贝壳粉颗粒的粒径制备分别为0.3mm和0.5mm，采用不同目数的筛网进行精准筛分，通过对贝壳粉颗粒不同粒径的制作，使其在后续混合实验中，方便进行对比，得出最佳粒径，提高实验效果，进而有效提高固化土耐久性，同时0.3mm和0.5mm的设置，有效使得贝壳粉颗粒可以在固化土中形成大颗粒骨架，建立稳定的荷载承担体系，其它颗粒则充填在大颗粒间的空隙中，起到限位作用，保证骨架稳定；

固化土和贝壳粉颗粒的配合比例分别为85％：15％和80％：20％，当某粒组颗粒的质量百分比超过10％后，才会对土的特性产生影响，所以，为保证骨架稳定，其比例应大于15％，通过固化土和贝壳粉颗粒不同配比之间的分配，并结合实验数据的记录和对比，得出最佳配比方案，进一步提高固化土耐久性；

固化土准备2份，且2份固化土的水分含量分别为1％和2％，通过2份不同含水量的固化土与贝壳粉颗粒进行混合制作，有效检测贝壳粉颗粒在不同水含量的固化土中所产生的效果，通过对比更能显现贝壳粉颗粒添加后的耐久作用；

实施例一：将粒径为0.3mm的贝壳粉颗粒与水分含量为1％的固化土进行配比，并按照85％：15％的比例进行混合，其中固化土的重量为5kg，贝壳粉颗粒的重量为0.75kg，安装上述定量进行固化土和贝壳粉颗粒的配比和搅拌，制作而成新的固化土，并进行实验路基铺设和后续检测；

实施例二：将粒径为0.5mm的贝壳粉颗粒与水分含量为2％的固化土进行配比，并按照80％：20％的比例进行混合，其中固化土的重量为10kg，贝壳粉颗粒的重量为2kg，安装上述定量进行固化土和贝壳粉颗粒的配比和搅拌，制作而成新的固化土，并进行实验路基铺设和后续检测；

上述配比为本方法中其中的2个配比方式，根据贝壳粉颗粒的粒径、贝壳粉颗粒与固化土的比重以及固化土的水分含量，不同数据之间的两两替换，可得出多组数据，增加该方法的实验精确度，为最佳配比提供足够的实验数据，以达到最好的效果；

当路基填土中，土颗粒含水量增加时，其中的水分可被贝壳粉吸收储存，降低了土的含水量，使土的塑性降低，进而避免不均匀沉降产生，当固化土中含水量低时，可释放水分，同时在实际应用时，也可人工制作类似与贝壳粉结构的材料，用作固化土路基的填料。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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