广东建材２００５年第９期测试技术
水泥土无侧限抗压强度室内试验
何国荣朱宏波许汉枢
摘
（广东省公路工程质量监测站５１０５１０）（广州地区建设工程质量安全监督站）（广东省公路工程质量监测站５１０５１０）
要：本文探讨了在不同养护条件、龄期下，水泥土试样的形状及尺寸效应问题，发现养护条件
无侧限强度
形状
尺寸
养护条件
是影响强度的关键因素之一。
关键词：水泥土
１前言
深层搅拌水泥土桩是近年来广泛用于软土地基处
理的一种较理想的方法。它分为干法和湿法两种。为了确定合理的水泥掺量和施工方法（指干法和湿法）。必须首先进行室内配合比试验，对于水泥土我国至今还没有制定正式的试验标准。在工程实际及科研工作中，成型采用方模，养护参照水泥而强度测试又套用土工方法试验。最普遍情况是工地试验室，取原状软土，保持自然含水量，先搅拌后再加水泥或一定水灰比的水泥浆，然后人工成型、脱模、标准条件养生，再在ＣＢＲ仪上进行不同龄期的水泥土的无侧限抗压强度试验。而一般的科研单位则将软土烘干或风干再配制成不同含水量的土再加水泥土搅拌成型，二者的数据可比性很差。
现行工地现场试验各试验室间主要的差别有：①采用试模尺寸的不同有采用７０．７×７０．７×７０．７ｍｍ砂浆方模或１００×１００×１００ｍｍ的混凝土方模也有采用￠１０×１０ｍｍ无侧限试模（将上下压板同时放在下部）。②养护条件的不同：分别有空气养护、水中养护、塑料袋包膜润水养护（完全湿润）等。
目前水泥土桩的施工质量检测方法很多。既有单桩检测，又有复合基地整体检测。但钻芯取样（辅以标准贯入试验）检测为最普遍的单桩质量检测方法。然而芯样为圆柱体，它跟立方块的强度是不相同的，并且没有什么可比性。因此研究不同试模及养护条件对水泥土强度的影响可以提高室内配合设计试验对工程的指导性作用。
⑴石井牌ＰＯ３２．５Ｒ水泥其主要物理性能
表１水泥的物理性能
抗折强度３ｄ３．８
２８ｄ６．０
终凝时间标准稠度用水量抗压强度初凝时间ｈ：ｍｉｎｈ：ｍｉｎ％
３ｄ２８ｄ
３：２０４：２０２７．７
２２．１３８．３
⑵软土：为江门市滨江大道工程褐色淤泥土
表２土样的物理、化学指标
ＰＨ值７．８
有机质自然含容重比重Ｇ液限ＷＬ塑限Ｗ塑性指
ＳＰ
含量水量ｇ数ＩＰ－３－３
・ｃｍｇ・ｃｍ％％（％）（％）％１．８
４０．２
１．７８
２．６９
３０．０
２０．０
１０．０
２．２试验方法及结果
先将原状土搅拌均匀使得试验用软土保持均匀性，
然后称取一定量的搅拌软土放入砂浆搅拌机中，根据１５％掺量并将水泥配制成水灰比为０．５的水泥浆，然后将水泥浆倒入搅拌机中，再搅拌２～４分钟，使土和水泥充分搅拌均匀。最后人工捣压成型，并在水泥振动台中振捣２分钟，并用抹刀抹平，养护１～３天后脱模（有部分水泥土１天养护期间脱模后容易变形）。称取水泥土试样的质量，并将试样置于湿度≥９５％，温度为２０±１℃标准养护室内养护至龄期。最后将到达龄期的试样在ＣＢＲ试样仪上（上升速度为１ｍｍ／ｍｉｎ）进行无侧限抗压强度试验，偏差大于均值的１５％则剔除。试验结果见表３～７。
２．３试验结果讨论
２．３．１不同的养生条件对强度及吸水量的影响
从表４、５、６、７中可以看出不同的龄期不同形状的试样在相同的养护条件下，它们的吸水量是相同。水中养护的平均吸水量为１．６％左右。包膜湿润为１．２％左右。
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２试验结果及分析
以下是部分对比试验结果及结合文献资料分析这几方面的影响。
２．１试验用材料
测试技术
表３７０．７×７０．７×７０．７ｍｍ试样（水中养护）
养生前质量（ｇ）
养生后质量（ｇ）强度（ＭＰａ）强度平均（ＭＰａ）平均吸水量（ｇ）
１４ｄ２８ｄ９０ｄ
６３２６３０６２７６３２６２５６２９６２９６３０６２６６４３６４１６３９６４４６３６６３１６４１６４０６３７０．８３１０．８７００．８１０１．１６１．２４１．１０１．９２２．０１１．８８
０．８３７１．１６１．９４１１ｇ１２ｇ１２ｇ
广东建材２００５年第９期
偏差很难控制。尽管可以先将试样浸水一天，使
水泥土重新饱水，但它的强度还是比完全湿润养护时的强度要大。表７清楚表明这一点。其中龄期为２８ｄ时，比值为１．１左右。
２．３．２不同试样形状在相同养护条件下强度的差异性
其中１４天的立方块抗压强度比圆柱体强度高，这和文献中的结论相矛盾。２８天、９０天则是圆柱体为高这是相符合的。分析原因，这可能是由于圆柱体试样上端面成型时用刮刀抹面，并且在养生过程中有变形。试压前虽用刮刀刮平，在水泥土强度较低时相应的端面效应影响较大造成的。
表４￠１０×１０ｍｍ试样（水中养护）
养生前质量（ｇ）养生后质量（ｇ）强度（ＭＰａ）强度平均（ＭＰａ）平均吸水量（ｇ）
１４ｄ２８ｄ９０ｄ
１３６９１３７６１３７５１３８８１３８７１３７６１３７７１３８７１３９０１３９０１３９７１３９７１４１１１４０９１４０１１４００１４０８１４１３０．８０１０．７６４０．６６１．０７１．３５１．３０２．０４２．０５１．９５
０．７８２１．３２２．０１２１ｇ２２ｇ２２ｇ
表５７０．７×７０．７×７０．７ｍｍ试样（包膜润湿）
１４ｄ２８ｄ９０ｄ
养生前质量（ｇ）６２２６３０６２５６２９６３０６２７６２５６２９６３１养生后质量（ｇ）６２９６３６６３２６３５６３７６３３６３２６３６６３８强度（ＭＰａ）１．０７１．０４１．０４１．４５１．４７１．２４２．３８２．２６１．９４强度平均（ＭＰａ）１．０５１．４６２．３２平均吸水量（ｇ）７ｇ７ｇ７ｇ
２．３．３试样尺寸大小及高径比对强度的影响
从文献有关对不同尺寸的立方块及不同高
径比圆柱体试样的比对试验表明，高径比的影响是不明显的，高径比为１的试样强度是高径比为２试样强度的１．０５倍。但边长为７０．７ｍｍ的立方块的强度是边长为１５０ｍｍ立方块强度的１．２９倍。试样尺寸对水泥土的强度试验的影响是十分大的。原因有两个方面：试样的界面效应，水泥土表面强度要大于内部。水泥土在养护过程中受重力的影响，有相当大的不均匀变形产生，试样越大，变形越大，造成的应力集中越严重。并且第二方面造成的影响是主要的。
表６￠１０×１０ｍｍ试样（包膜润湿）
１４ｄ２８ｄ９０ｄ
养生前质量（ｇ）１３８０１３７３１３７９１３７７１３９０１３８５１３７８１３８５１３９０养生后质量（ｇ）１３９８１３９１１４１３１３９３１４０５１４０２１３９５１４０３１４０８强度（ＭＰａ）０．９３０．８７０．７２１．５４１．５６１．６０２．４１２．３６２．４３强度平均（ＭＰａ）０．９０１．５７２．４０平均吸水量（ｇ）１７ｇ１６ｇ１７ｇ
无论是立方块还是圆柱体试样，相同龄期的强度都是水中养生要低一些，并且不同形状，不同龄期它们之间的强度比值也不尽相同。见表８。
在标准养护室中，空气中养护水泥土会失去水份，随着龄期的增长，失水现象越严重，并且各试样失水量
２．３．４有关受压端面的约束问题
由于水泥土在受压变形能力很强这一点不同于水
泥砼、砂浆及击实稳定土。特别是强度较低的水泥土，它的塑性变形可以达到２％～３％。因此必须考虑其端面的约束状态，文献中有关约束状态的研究，也即端面不抹凡士林（油）跟抹凡士林（油）、不同形状、尺寸的水泥土强度是不尽相同的。前者是后者的１．１倍左右。
表７７０．７×７０．７×７０．７ｍｍ３试样（空气中养护，龄期为２８ｄ）
养生前质量（ｇ）６２５
养生后质量（ｇ）６１０浸水一天质量（ｇ）强度（ＭＰａ）１．８４强度平均（ＭＰａ）
６２９６１１１．８６１．８７
６３０６１２１．９０
６２９６１２６２７１．５９
６２９６１２６２８１．５０１．５９
６２７６１１６２５１．６８
２．３．５水泥土（￠１０×１０ｍｍ２试样，包膜湿润养护）不同龄期的压力应变曲线（见下图）
Ｆ（ＫＮ）ＭＰａ２．４１８．８
表８不同龄期的包膜湿润养护
跟水中养护试样强度比值
试样种类
龄期１４ｄ
１．２５１．１６
２８ｄ１．２６１．２０
９０ｄ
立方块（７０．７×７０．７×７０．７ｍｍ）
圆柱体￠１０×１０ｍｍ２
１．２０１．１８
１．６１２．４０．９７．０
９０ｄ
１４ｄ
２０４０６０８０１００１２０１４０１６０１８０２００百分表读数０．２０．４０．６０．８１．０１．２１．４１．６１．８２．０应变％
１０×１０㎜试样、包膜润水（完全湿润）养护、压力应变图
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广东建材２００５年第９期测试技术
简述燃煤脱硫剂固硫率的测定
王树刁
陈建华（广东省建筑材料研究院）
燃煤脱硫剂按用途可分为煤粉用脱硫剂和煤浆用脱硫剂，或分为工业型和民用型脱硫剂。
下面简述煤粉用脱硫剂固硫率的测定。测定工作可由生产现场仪器测定或者实验室分析测定，经计算得出。
随着全球经济的发展，能源越来越紧缺，大气污染日益严重。环境保护和经济效益相矛盾的情况下，高热量低硫煤是理想之选。但是高硫量的燃煤如何用于生产又能满足环保要求？燃煤脱硫剂的推广及应用，为解决这一矛盾，减少高硫煤燃烧时产生的二氧化硫对大气的污染提供了一条途径。测定固硫率，能帮助企业控制燃煤对大气的污染，指导企业生产。使用脱硫剂的燃煤煤灰，也能变废为宝，做到资源综合利用。对燃煤灰中硫的测定，是煤灰应用于建材工业生产的主要质量指标之一。
燃煤复合脱硫剂是以天然非金属矿物为主要原料，添加高效助剂加工制成的。它适用于电厂及各种燃煤锅炉，将它以一定的配比掺到燃煤中，均匀混合，燃烧时固硫剂会与煤中各种硫起反应生成硫酸盐固定在煤灰里，从而减少燃烧时产生的二氧化硫气体，达到减少大气污染的目的。测定燃烧后煤灰的含硫量，与煤样的全硫量进行比较，即得固硫率（也称为脱硫率）。
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水泥土的无侧限抗压强度，随龄期的增长而增大，且水泥土的塑性变形能力也跟龄期、强度有关。水泥土１４天、２８天的压力变形曲线看出，是明显塑性破坏。９０天则呈玻脆性破坏。从压力应变图中还可以得出试件的残余承载能力，残余承载能力也是随着龄期的增长而有增大的趋势。在应力—应变图中只能得出试样未破坏时的应力―应变关系而无法得出残余应力，这是因为试件破坏时有效受压面积应力分布无法确定，这是它的优势所在。
⑵水泥土试件的形状、大小、高径比、端面的约束条件都对强度有影响。一般来讲，小试件的强度比大试件要高，圆柱体要比立方体要大，但有时也会有特异的情况出现。这主要是受试件养护时期的变形、端面的平整不同引起。
⑶水泥土的压力应变图可以清楚表明试件的压力—应变关系、以及残余承载能力。水泥土的强度随龄期的增长而增大，残余承载能力也有相似的趋势。
１利用生产现场测定进行计算
⑴参照标准：ＧＢ／Ｔ１６１５７－１９９６固定污染源排气中
３结论
４建议
水泥土力学性能非常复杂、不同的外界条件都会影
⑴相同的形状、尺寸水泥土试件强度、养生条件不响测试结果，并且要找出它们之间的正确换算关系也是同而不同。浸水养护比润湿（完全润湿）时的强度要低。十分困难的，因此建议国家有关部门结合工程实际制定如果是标准养护室空气养护时，要注意试件水份损失的严格的试验标准，统一养护条件、试件尺寸、形状、试验情况，这对试验结果的影响很大。即使浸水一天也不能方法、仪器设备，确保数据的一致性。●
完全消除影响。
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