离子固化剂对水泥稳定煤矸石结合料耐久性能的影响

摘要

水泥稳定煤矸石结合料用于寒区道路工程极易发生冻害,适量添加固化剂是增强其路用耐久性能的重要途径。通过7 d无侧限抗压强度试验、温缩试验、渗水试验、抗冲刷试验、冻融试验,分别研究离子型煤矸石固化剂(ICG)掺量(0,0.005%,0.010%,0.015%,0.020%)对水泥稳定煤矸石结合料(CS)的强度与耐久性的影响,通过压汞试验(MIP)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)及热重-微商热重联合法(TG-DTG),分析ICG对CS的孔隙结构与水化产物的影响,并对作用机理进行了探究。此外,基于压汞试验数据,研究了ICG固化C_(S)孔隙结构的分形特征,构建了分形维数D_(s)与CS耐久性之间的联系。结果表明:CS掺入ICG后,弱结合水转变为自由水,同时水溶液中Ca^(2+)浓度增加,促进了水化产物的生成,孔隙结构复杂化,D_(s)增大,孔隙体积缩小,孔隙率降低,CS孔隙结构密闭性增加,进而提高了CS的抗压强度、抗温缩性能、抗渗性能、抗冲刷性能及抗冻性能,从而提高CS的耐久性能,当ICG掺量为0.010%时,ICG的固化效果最显著。此外,分形维数D_(s)与CS的耐久性参数之间存在线性关系,因此Ds可以作为评价水泥稳定煤矸石结合料耐久性的一个新参数。研究成果可为离子固化剂应用于水泥稳定煤矸石结合料中提供一定的参考。