改性紅黏土工程性質(zhì)的相關(guān)分析

駱星宇 韋學(xué)英譚延斌 蔡明桂 黃麗瓊

(桂林電子科技大學(xué)， 廣西 桂林 541004)

1 紅黏土的改性預(yù)處理概述

1.1 必要性

紅黏土是一種較為復(fù)雜的土質(zhì)，其內(nèi)部主要是碳酸巖，自身的高孔隙性、低密實(shí)度以及近飽和狀態(tài)不適宜應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)中，盡管有較好的力學(xué)性質(zhì)但是膨脹不大，因此，為了保證其應(yīng)用水平和效果，要對其進(jìn)行工程特性的處理和監(jiān)管?；诖?，要對其進(jìn)行集中的土壤改良，有效實(shí)現(xiàn)性質(zhì)的全面優(yōu)化和升級，提高整體實(shí)用性價(jià)值[3]。

1.2 方法

在對其進(jìn)行處理的過程中，要將粒化礦渣、粉煤灰、水泥、石膏等物質(zhì)進(jìn)行混合，將其集中添加在紅黏土中，能在改良其基礎(chǔ)性特性的同時(shí)，確保紅黏土工程特性改良添加劑發(fā)揮其實(shí)際效果和價(jià)值，有效整合資源管理效果。值得一提的是，為了全面提高其設(shè)計(jì)水平和應(yīng)用價(jià)值，也要對其進(jìn)行室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，從而有效且全面的分析加入不同比例后呈現(xiàn)出的差異化結(jié)構(gòu)參數(shù)，加入改良劑后，紅黏土的物理和力學(xué)特性都會出現(xiàn)變化。本文以?；V渣3%、粉煤灰5%、水泥9%以及石膏13%的比例進(jìn)行調(diào)配，對紅黏土進(jìn)行改性處理，并且摻入烘干粉碎的黏土中，就能配制有效的試驗(yàn)品，在對其進(jìn)行擊實(shí)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，維護(hù)含水量和干密度，確保整體處理效果和處理實(shí)效性。

2 改性紅黏土的工程性質(zhì)

2.1 改性紅黏土的水穩(wěn)性質(zhì)

對于物質(zhì)而言，所謂水穩(wěn)性就是物質(zhì)受到水的影響程度和變化程度，也被稱為物質(zhì)的防水性和抗水性能，合格的建筑材料，要保證水穩(wěn)性在規(guī)定的范圍內(nèi)，才能從根本上提高建筑項(xiàng)目的實(shí)際水平和價(jià)值。本文中對試驗(yàn)項(xiàng)目中改性紅黏土的不同齡期水穩(wěn)性進(jìn)行試驗(yàn)測定，借助飽水抗壓強(qiáng)度和干抗壓強(qiáng)度的比值予以判定。值得一提的是，改性紅黏土在飽水后整體抗壓強(qiáng)度較低，并不易于進(jìn)行直接測量，因此，要將改性紅黏土材料放置在水中，確保完全浸泡，且能保證其外形完整性，就表明其水穩(wěn)性符合測定要求。經(jīng)過相應(yīng)的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)分析，改性紅黏土材料不同養(yǎng)護(hù)期內(nèi)基礎(chǔ)性的水穩(wěn)性能較為特殊，但是有具備較為一致的水穩(wěn)趨勢，能在維護(hù)實(shí)際效果的同時(shí)提升養(yǎng)護(hù)水平。

另外，在對其水穩(wěn)性質(zhì)進(jìn)行分析的過程中，也要結(jié)合養(yǎng)護(hù)期、改性劑含量等，經(jīng)過一系列試驗(yàn)，養(yǎng)護(hù)期是以7天、28天以及60天為例，水穩(wěn)性和改性劑含量之間的關(guān)系一直是高改性劑性能較好，也就是改性劑在13%時(shí)其整體水穩(wěn)性趨勢更加貼合工程項(xiàng)目的需求。而在改性劑為3%時(shí)，其性質(zhì)的變化并不大。需要注意的是，在改性劑含量小于5%時(shí)，材料在浸水后甚至?xí)霈F(xiàn)完全崩解的現(xiàn)象，而在改性劑含量高于9%時(shí)，材料浸水崩解效果并不是非常明顯，只有部分土體出現(xiàn)崩解。

2.2 改性紅黏土的抗壓性質(zhì)

要想對紅黏土實(shí)際性質(zhì)進(jìn)行分析，也要結(jié)合不同改性劑摻量、不同齡期等因素，有效分析相關(guān)參數(shù)的同時(shí)，進(jìn)一步對改性紅黏土材料的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度予以分析，按照試驗(yàn)?zāi)艿贸鱿鄳?yīng)的結(jié)論。

改性劑含量為零，此時(shí)的紅黏土也被成為素土，整體呈現(xiàn)出紅黏土的基本特性，高孔隙性、低密實(shí)度、抗壓性弱等特征較為明顯。

改性劑為3%、5%，此時(shí)的紅黏土雖然添加了改性劑，但是整體性質(zhì)變化程度較低，并沒有突出改變主要的力學(xué)性質(zhì)[4]。

改性劑含量為9%，紅黏土的性質(zhì)出現(xiàn)了改變，材料強(qiáng)度較之前更加具有工程應(yīng)用價(jià)值。

改性劑含量為13%，紅黏土的性質(zhì)改變十分明顯，材料的強(qiáng)度有顯著的增大效果，但是，在到60天左右時(shí)出現(xiàn)了強(qiáng)度降低的趨勢。值得一提的是，此時(shí)的材料能在浸水后具備相應(yīng)的強(qiáng)度，抗水性也明顯提升，這對于建筑項(xiàng)目具有非常重要的意義和價(jià)值。最關(guān)鍵的是，改性紅黏土當(dāng)改性劑達(dá)到9%-13%后，其抗水壓強(qiáng)度會隨著養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增加出現(xiàn)了逐漸的增加。

基于此，改性紅黏土本身的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和改性劑的實(shí)際含量、養(yǎng)護(hù)期存在著必然的聯(lián)系，整體結(jié)構(gòu)和運(yùn)行管理效果更加突出，且整體浸水管理項(xiàng)目符合建筑工程的實(shí)際需求。而在沒有浸水的情況下，整個(gè)改性紅黏土?xí)陴B(yǎng)護(hù)期為一個(gè)月時(shí)達(dá)到最大強(qiáng)度值，保證處理水平貼合實(shí)際需求，然后呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢。綜上所述，改性劑在9%以上，其自身會對無側(cè)限抗壓強(qiáng)度予以處理，尤其是在浸水環(huán)境中，改性紅黏土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度上升趨勢較為明顯，形成了更加有效的建筑結(jié)構(gòu)性質(zhì)，為后續(xù)建筑管理和施工奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.2 改性紅黏土的抗剪性質(zhì)

對于建筑材料而言，抗剪強(qiáng)度也十分關(guān)鍵，因此，要改良紅黏土就要借助改性劑對其抗剪水平予以分析，整合相關(guān)參數(shù)的基礎(chǔ)上，保證設(shè)計(jì)效果和應(yīng)用管控水平貼合實(shí)際。不同改性劑摻量條件下，要對內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力進(jìn)行試驗(yàn)操作，有效整合相關(guān)參數(shù)。改性劑取3%、5%、9%、13%，對不同含量情況下的內(nèi)摩擦角以及內(nèi)聚力參數(shù)予以分析，有效整合參數(shù)后對其進(jìn)行對比分析，得出改性劑含量和抗剪性質(zhì)之間的關(guān)系[5]。

（1）改性劑含量為零，此時(shí)的紅黏土是素土狀態(tài)，內(nèi)摩擦角為24.3°、內(nèi)聚力是421.5kPa。整體呈現(xiàn)出紅黏土的基本特性。

（2）改性劑含量為3%，此時(shí)的紅黏土內(nèi)摩擦角為24.8°、內(nèi)聚力是390kPa。

（3）改性劑含量為5%，此時(shí)的紅黏土內(nèi)摩擦角為29.2°、內(nèi)聚力是388.3kPa。

（4）改性劑含量為9%，此時(shí)的紅黏土內(nèi)摩擦角為18.2°、內(nèi)聚力是514.8kPa。

（5）改性劑含量為13%，此時(shí)的紅黏土內(nèi)摩擦角為15°、內(nèi)聚力是590.5kPa結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)能得出相應(yīng)的結(jié)論，首先，在改性劑從0到5%之間，隨著改性劑含量的增大，紅黏土的內(nèi)摩擦角逐漸增大，但是內(nèi)聚力呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢。其次，改性劑含量為9%是關(guān)鍵點(diǎn)，此時(shí)內(nèi)摩擦角相較于5%時(shí)出現(xiàn)了大幅度下降，內(nèi)聚力卻有明顯的提升。最后，改性劑從9%到13%，內(nèi)摩擦角逐漸減小，而內(nèi)聚力則呈現(xiàn)出增大的趨勢，在改性劑達(dá)到13%后，改性紅黏土的內(nèi)聚力也達(dá)到峰值。

基于此，改性劑在5%以下時(shí)，說明其對紅黏土的抗剪強(qiáng)度影響并不是非常大，且整體幅度并不能滿足建筑需求。但是，在改性劑高于5%以后，具體的含量對于紅黏土強(qiáng)度的影響力逐漸增大，且內(nèi)聚力更強(qiáng)。這就需要相關(guān)工程材料監(jiān)督管理部門對其給予一定的重視，維護(hù)有效的改性劑含量，確保改性紅黏土更好地被工程項(xiàng)目使用[6]。

3 結(jié)束語

綜上所述，在結(jié)合相關(guān)試驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)籌性分析后，要想在工程項(xiàng)目中應(yīng)用紅黏土，就要對其進(jìn)行改性處理，適當(dāng)添加改性劑，有效維護(hù)其水穩(wěn)性、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度以及抗剪水平，將改性劑摻量按照有效的比例進(jìn)行統(tǒng)籌性分析和處理，整合相關(guān)參數(shù)后，保證測定和試驗(yàn)過程能為工程項(xiàng)目優(yōu)化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

[1]智,任毅,奏敏,等.改性紅黏土的擊實(shí)特性試驗(yàn)研究[J].公路工程,2013(02):6-11.

[2]倩,余永澤,朱海瓊,等.植物纖維用于紅黏土改良研究建議[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)（學(xué)術(shù)版）,2013(10):14-15,25.

[3]劉輝.脹縮性特殊土填筑路基石灰改性特性對比分析[J].建筑技術(shù),2015(09):830-833.

[4]高陽陽.生物酶纖維復(fù)合改性紅黏土力學(xué)性能研究[D]:長沙理工大學(xué),2015.

[5]譚曉.廢茶枝葉改性紅黏土對Cr（Ⅵ）吸附性能研究及應(yīng)用[D]:大連理工大學(xué),2016.

[6]周靜靜.紅黏土的改性及其機(jī)理研究[D]:重慶大學(xué),2014.