一种稳定路面基层材料的催化剂-“RDS-8固化酶”

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生物固化酶

土壤固化酶简介摘要：2007年全国水泥消耗量12亿吨，相当于内地百姓每人要用1吨水泥。

另外，世界其他国家消耗水泥的总和不过13亿吨。

大量的水泥消耗造成大量的环境污染。

而土壤固化剂是一种性能优良的复合材料,由多种无机和有机材料配制而成，它与土壤混合后通过一系列物理化学反应，可产生胶结土粒、填充孔隙等作用，将松散土体变成致密的胶凝材料，大大改善土体的强度、耐久性等工程性质。

本文针对这一新型材料及其应用技术进行综述。

关键字：固化剂；水泥；新材料土壤固化剂是一种性能优良的复合材料,由多种无机和有机材料配制而成，它与土壤混合后通过一系列物理化学反应，可产生胶结土粒、填充孔隙等作用，将松散土体变成致密的胶凝材料，大大改善土体的强度、耐久性等工程性质。

由于土壤固化剂具有水泥所不具备的一些特点，美国称之为20世纪的伟大发明之一，日本称之为21世纪的新材料。

目前国外的研发力度与普及程度都大大的领先于我国，我国由于起步晚直到20世纪80年代才引进尽管土壤固化剂的应用还处于起步阶段，利用固化剂材料的工程建设项目还很少，但已有的工程实践证明，土壤固化剂可大量应用于水利、交通、环境、港口、机场等基础设施的建设。

其最大特点是可以就地取材进行施工，能节省大量的水泥、砂石料费用[1]。

1 土壤固化酶发明的前提条件当今水泥消耗量相当之大，以道路施工为例，用C25混凝土修建道路时，每立方的水混凝土需要水泥350千克，水180千克，凝固之后需要约三天时间才能测量硬度。

[2]为了解决生产使用水泥所造成的污染环境问题，我们有必要寻找出水泥的替代品，而此时土壤固化酶的出现给我们带来一丝曙光。

2 按专业的分法，将固化剂分为三类:2.1 电离子类土壤固化剂。

这是一种高浓缩的水溶液，溶解于水后形成一离子交换中介物，洒入土壤中，通过电离子交换，改变水分子和土壤颗粒的电离子特性，破坏土壤毛细管结构。

在外力作用下，孔隙间游离水分子被排掉后，土壤由亲水性变为斥水性，土壤颗粒被压实，具有很强的内聚力，达到固化土壤之目的。

RDS-8固化酶稳定土做路面基层的固化机理分析

成的二维层状结构，与层之间为弱分子键，质取层杂代Ｓ｛１Ａ（）充在层间维持电荷平衡。ｉ）Ｉ填Ａ和Ｍｇ遇水时，由于层与层之间为弱分子键，杂质离子如Ｎ —０、ａ
“Ｄ一ＲＳ８固化酶 ” 美国道路技术发展有限公是
量碎石作路面基层，其强度增长较慢，早期水稳定性
和强度均较差。
（）加入少量的石灰，强了ＲＳ８固化酶稳２加Ｄ一
定土壤的作用，尤其对提高早期强度和水稳定性非常重要。（）Ｄ一固化酶和石灰综合稳定土路面基层３ＲＳ８早期强度高，适宜较重道路交通。（）４充分的压实是ＲＳ８化酶稳定土路面基层Ｄ－周－强度形成，并具有很好的路用Ｊ陛能的非常必要的条件。几年来，的试验研究证明，大量固化剂对土壤的固化作用确实存在。而搞清固化剂的固化机理，对合理解释固化剂稳定土应用中的一些现象，进而更加合理有
效地应用固化剂，以及对研究固化剂稳定土路面基层
材料适合的试验检测方法等都非常重要。为此课题组针对固化剂的固化机理作了一些研究探讨工作。
１粘土的结构、特性和成分
粘土矿物是由硅氧四面体和铝氧八面体结合而
ｌ
维普资讯
２０年第２期０８
王玢
１０１）３０２
吉林省交通科学究所（春长
【内容摘要】对“ Ｄ一针ＲＳ８固化酶” 固化机理作了一些研究，的通过室内试验和铺筑试验路，验证了“ Ｄ一ＲＳ８
酶” 的使用性能。

RDS-8固化酶在季冻地区公路建设中的应用分析

・
１０・
北方交通
２１０２
ＲＤＳ一８固化酶在季冻地区公路建设中的应用分析
李荣越
（吉林省交通科学研究所，长春摘
一
１０１）３０２
要：通过对ＲＳＤ一８固化酶稳定材料在路用性能、护环境、保降低工程造价等方面的阐述，充分说明了ＲＳＤ
取芯试验，发现取芯试样完整，整个基层已经形成板
国外使用固化剂筑路约有３年以上的历史，０特别是一些有机类和酶类的土壤固化剂，使用起来环保方便，造价不高，在公路建设中往往能起到很好的
作用，ＤＲＳ一８固化酶就是酶类的一种土壤固化剂。工程中出现的那些不适宜直接填筑路基的低液限粘土、土等填筑材料，加入ＲＳ一８固化酶后能形粉在Ｄ成很高的强度，以作为特殊路段的路基加固处理可方案；这些土，加入ＲＳ一８固化酶和少量（灰在Ｄ石
化剂稳定土，以其优良的性能还可以代替二灰碎石、二灰土等材料，用到路面结构中，应实现节约、环保的建设理念。同时ＲＳ一Ｄ８固化酶固化的筑路材料
还具有良好的水稳定性能、融稳定性和低温抗裂冻
或水泥等）胶结材料（主要提高早期强度）成的固形
体，固化成类似岩石状态。取芯试样的抗弯拉强度达到０６ＭＰ，过规范规定石灰土为０２～０２．６ａ超．．５

ISS土壤固化剂在道路基层中的应用

ISS 土壤固化剂在道路基层中的应用徐希娟1，2 周新锋2摘要：半刚性基层易于产生干缩和温缩裂缝，影响基层质量，给道路的使用品质带来较大的损害，为了提高基层的抗裂性能和水稳性能，研究了ISS 土壤固化剂在道路基层中的应用。

首先，从化学结构方面分析了固化剂的亲水和疏水二重性，提出了ISS 土壤固化剂的固化原理。

其次，通过分析土壤的性能，设计具有针对性的固化剂品种和掺量，根据水稳性的效果，设计不同的稳定剂类型及含量，进行了ISS 固化土无侧限抗压强度、劈裂强度和水稳性等路用性能试验；最后，结合工程对ISS 固化土进行了经济和社会效益分析。

结果表明，与二灰稳定碎石相比，ISS 固化土具有优良的抗裂性能和水稳性，其它各项路用性能均满足基层技术要求，可以作为道路基层使用；与二灰稳定碎石相比在工程造价上有明显降低，节约了投资；ISS 土壤固化剂为一种环保材料，在使用过程中减少了石灰、碎石等原材料的使用，为环境保护起到巨大作用。

关键词：道路工程；ISS ；固化机理；抗裂性能；水稳性0 概述路面基层是路面的主要承重层，基层的质量直接影响路面的使用性能和使用寿命。

长期以来，使用最多的基层材料为水泥、石灰、二灰类稳定材料半刚性基层，但是，由于以上材料水稳性差、收缩性大等特点，使得路面基层的质量和长期耐久性能无法得到保证，因此寻求路用性能更好的基层材料，解决基层的水稳性能、抗收缩开裂性能、抗冻性能等问题，是十分迫切和必要的。

ISS(ISS-Ionic Soil Stabilizer)固化剂是由石油裂解产物加以磺化后所得到的一种化学剂。

系腐蚀性强酸，对已死机体有较强腐蚀作用，但对活有机体则只有轻度作用。

ISS 固化剂常态下为黑色液体，略粘于水，易溶于水，溶于水后迅速离子化而使溶液呈高导电性。

通过不断的优化完善，ISS 土壤固化剂作为一种新型胶结材料应用于公路路基及路面基层中，取代水泥、石灰等胶凝材料，它比水泥、石灰性能更加优越。

巴斯夫聚氨酯催化剂

巴斯夫聚氨酯催化剂
巴斯夫是德国一家化学品公司，也是全球领先的聚氨酯催化剂生产商之一。

巴斯夫的聚氨酯催化剂被广泛应用于聚氨酯材料的生产过程中，用于催化聚醚醇和异氰酸酯的反应，以制备聚氨酯弹性体、聚氨酯涂料、聚氨酯泡沫等产品。

巴斯夫的聚氨酯催化剂具有高催化活性、良好的选择性、稳定性和可调性等优点，能够提高聚氨酯材料的性能和生产效率。

巴斯夫的聚氨酯催化剂还广泛应用于汽车、建筑、家具、鞋材、包装、电子电器等行业。

巴斯夫的聚氨酯催化剂产品包括有机锡催化剂、有机铉催化剂、有机锡催化剂和有机锇催化剂等。

这些催化剂可以根据不同的应用需求进行选择，以满足不同材料的要求。

总而言之，巴斯夫的聚氨酯催化剂是一类高品质、高性能的催化剂，能够为聚氨酯材料的生产提供可靠的技术支持。

固化酶（PERMA—ZYME）

固化酶（PERMA—ZYME）
徐学松
【期刊名称】《公路测设简讯》
【年(卷),期】1993(000)003
【总页数】1页(PF004)
【作者】徐学松
【作者单位】广东省高速公路公司
【正文语种】中文
【中图分类】U414.1
【相关文献】
1.生物酶土壤固化剂的研究应用进展 [J], 黄泓翔;丁一帆
2.RDS-8固化酶稳定土做路面基层的固化机理分析 [J], 王玢
3.泰然酶固化剂固化土壤的试验研究 [J], 李威
4.活性酶土壤结构调节剂(AG-Zyme)在棉花上的应用效果 [J], 周强胜
5.阮长顺团队研制出一种挤出式生物打印的酶固化明胶基生物墨水 [J],
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派酶土壤固化剂在我国应用的探讨

派酶土壤固化剂在我国应用的探讨李广平;宿文姬【摘要】派酶是一种新型工程土质改良材料,在国外应用较为广泛。

本文从派酶土壤固化剂的发展历史和研究现状出发,介绍了派酶的作用原理及传统固化剂的作用方式,阐述了派酶土壤固化剂的工程特性与优点,讨论了派酶加固与改良土体在我国的应用,从而认为派酶技术在公路路基、坝基及垃圾填埋场等方面的进一步推广具有广阔的发展前景和应用价值。

%Permazyme is a new material to improve soil physics feature is widely used abroad.Basing on the history and reaseach situation of permazyme soil stabilizer,this article introduces principle of permazyme and the tradition soil stabilizer.The engineering feature of Permazyme as soil stabilizer is expounded,and application of Permazyme in strengthening and improving soil is discussed.So that,it is concluded that Permazyme technology will be widely used in highway and dam foundation as well as garbage landfill sets.【期刊名称】《城市勘测》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】4页(P161-164)【关键词】派酶;土壤固化剂;发展【作者】李广平;宿文姬【作者单位】广州市市政工程设计研究院,广东广州510060;华南理工大学土木与交通学院,广东广州510640【正文语种】中文【中图分类】TU4111 引言土壤固化剂，是指添加到土壤中一种材料，该材料通过离子结合、水化反应、生物作用等，将对土体密实性、耐水性、弹性及强度等性能起到一定程度的改善作用。

工业固废磷石膏路面基层材料路用性能研究

第43卷第2期2024年2月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.43㊀No.2February,2024工业固废磷石膏路面基层材料路用性能研究宗㊀炜1,王远辉2,许㊀亮2,刘㊀成1,郑武西1(1.湖北省交通规划设计院股份有限公司,武汉㊀430051;2.湖北省公路事业发展中心,武汉㊀430033)摘要:为促进磷石膏在公路工程中的规模化利用,本文通过基础力学试验㊁泡水膨胀试验㊁收缩试验㊁冻融循环试验㊁延迟成型试验以及低温自然养生试验对磷石膏路面基层材料的综合路用性能进行了系统化评估㊂结果表明:磷石膏路面基层材料的力学性能与普通水泥稳定碎石性能相当;磷石膏路面基层材料的28d 浸水累计膨胀率仅为0.086%,具有良好的浸水稳定性;干缩系数为116.64με/%,温缩系数为5.15με/ħ,冻融循环抗压强度比为81.13%,抗收缩性能和抗冻性能显著;试件的成型时间延迟和低温养生均对混合料强度产生不利影响,延迟4h 后强度下降了24%,5ħ养生条件下强度下降了33%㊂关键词:磷石膏;路面基层材料;路用性能;无侧限抗压强度;资源利用中图分类号:U414㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2024)02-0766-08Pavement Performance of Industrial Solid Waste Phosphogypsum Pavement Base MaterialZONG Wei 1,WANG Yuanhui 2,XU Liang 2,LIU Cheng 1,ZHENG Wuxi 1(1.Hubei Ccommunications Planning and Design Institute Co.,Ltd.,Wuhan 430051,China;2.Hubei Provincial Highway Development Center,Wuhan 430033,China)Abstract :In order to promote the large-scale utilization of phosphogypsum in highway engineering,the comprehensive road performance of phosphogypsum pavement base material was evaluated by typical mechanical test,bubble swelling test,shrinkage test,freeze-thaw cycle test,delayed formation test and low temperature natural curing test.The results show that the mechanical properties of phosphogypsum pavement base material are comparable to those of ordinary cement stabilized crushed stone.The 28d cumulative expansion rate is only 0.086%,indicating good water stability.The dry shrinkage coefficient is 116.64με/%,the temperature shrinkage coefficient is 5.15με/ħ,and the compressive strength ratio after freeze-thaw cycles is 81.13%,demonstrating significant shrinkage resistance and frost resistance.Both the delayed formation time and low-temperature curing have adverse effects on the strength of mixture,with a 24%strength decrease after 4h delay and 33%strength decrease under 5ħcuring condition.Key words :phosphogypsum;pavement base material;road performance;unconfined compression strength;resource utilization㊀收稿日期:2023-09-13;修订日期:2023-11-22基金项目:湖北省交通科技项目(2020-2-1-8,2023-121-1-15)作者简介:宗㊀炜(1985 ),男,高级工程师㊂主要从事道路工程材料的研究㊂E-mail:114250260@ 0㊀引㊀言在国内,工业副产磷石膏除少量用于生产建材产品外,绝大部分作为废渣堆存㊂磷石膏长期堆存会占用大量土地,且环境安全风险突出[1-3]㊂在综合利用领域,磷石膏主要用于制备硫酸联产水泥㊁水泥缓凝剂㊁半水石膏㊁石膏板㊁自流平石膏等,但产㊁销量相对较小,综合利用率不高[4-5]㊂而在公路建设领域,原材料的需求量与日俱增,若能将工业固废磷石膏替代部分天然石料应用于公路建设,不仅能缓解天然石料开采困境,还能消纳大量磷石膏,实现磷化工的可持续发展㊂近年来,国内外学者对磷石膏应用于公路建设领域进行了大量研究,主要集中在将磷石膏应用于路面水第2期宗㊀炜等:工业固废磷石膏路面基层材料路用性能研究767㊀泥稳定碎石基层中㊂周明凯等[6]系统探讨了水泥磷石膏稳定碎石强度性能的影响因素,研究发现水泥磷石膏稳定碎石是一种整体性能优异的路用基层材料㊂杜婷婷等[7]研究表明,水泥磷石膏稳定材料具有良好的水稳定性能,适合用作路面基层材料㊂张厚记等[8]研究表明,在水泥-矿渣-磷石膏复合稳定碎石体系中掺入多元固化剂后,能显著激发该体系的反应活性,使得混合料的力学性能明显提高㊂刘超等[9]研究表明,在水泥-磷石膏稳定碎石中,磷石膏参与水化反应生成的钙矾石能有效补偿混合料的内部收缩,显著提高基层的抗裂性能㊂综合上述研究可以发现,大量研究聚焦于传统力学性能上的评估,鲜有针对综合路用性能研究的深入探讨㊂本文以磷石膏路面基层材料为试验对象,对其浸水膨胀性能㊁干缩温缩性能㊁抗冻性能以及现场施工性能损失进行系统化研究,为磷石膏在公路工程中的规模化应用提供技术参考㊂1㊀实㊀验1.1㊀原材料1)磷石膏:磷石膏来自宜都宜昌鄂中化工有限公司,陈化一年㊂参考规范‘公路土工试验规程“(JTG3430 2020)并结合X射线荧光光谱对所选磷石膏的相关指标进行了检测,磷石膏的基本物理参数和主要化学组成如表1㊁表2所示㊂表1㊀磷石膏的基本物理参数Table1㊀Basic physical parameters of phosphogypsumIndexApparentdensity/(g㊃cm-3)Liquidlimit/%Plasticlimit/%Californiabearingratio/%Freeswellingratio/%Granulometric composition/mm(4.750,37.500)[4.750,0.600)[0.600,0.075)[0.075,0)Value 2.2861.4940.70 6.1844.00018.6726.9254.41表2㊀磷石膏的主要化学组成Table2㊀Main chemical composition of phosphogypsumComposition CaO SO3SiO2P2O5Fe2O3Al2O3F Na2O K2O MgO TiO2 Mass fraction/%45.340.89.5 1.00.90.80.70.20.40.20.2采用扫描电子显微镜分析磷石膏的微观形貌㊂磷石膏的宏㊁微观形貌如图1所示,可以看出磷石膏晶粒呈板片状,颗粒间互相交叠空隙较多,且板片状结构使得宏观上具有不易压实的特点,而在微观上容易诱发剪切滑移的特性㊂此外,试样存在类似层叠状纹理和部分孔隙,这一特殊结构可能导致磷石膏的比表面积增大,对水分子和其他水溶性离子的吸附能力增强㊂图1㊀磷石膏的宏㊁微观形貌Fig.1㊀Macrostructure and microstructure of phosphogypsum2)集料:粗细骨料采用湖北省宜昌市石灰岩,选用[19.00,31.50)mm㊁[9.50,19.00)mm和[4.75,9.50)mm 碎石以及(0,4.75)mm石屑㊂3)胶凝材料:水泥采用华新P㊃O42.5水泥,S95级矿渣微粉购自武钢集团,两种材料的技术指标如768㊀道路材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷表3㊁表4所示㊂表3㊀水泥的主要性能Table3㊀Main performance parameters of cementPerformance Condensation time/min Compressive strength/MPa Flexural strength/MPa Initial coagulation Final coagulation3d28d3d28dValue196.0251.027.851.4 6.39.2表4㊀矿渣粉的主要性能Table4㊀Main performance of slagIndex Specification requirement Assay result Test procedure Specific surface area/(m2㊃kg-1)ȡ400542Activity index/%7dȡ70106GB/T18046 201728dȡ951024)多元固化剂:采用自制多元固化剂,其主要成分为活化碱性聚合物和高分子有机物㊂1.2㊀试验方法力学性能试验用于评价混合料的强度和稳定性,主要参照‘公路工程无机结合料稳定材料试验规程“(JTG E51 2009)进行㊂膨胀试验能在一定程度上反映混合料抵抗体积膨胀导致基层开裂的能力[10]㊂试验主要参考规范‘公路土工试验规程“(JTG3430 2020)的CBR击实方法成型试件,并采用养生期(7d)膨胀变形率和饱水状态累计膨胀率指标来分析评价磷石膏路面基层材料的膨胀性质㊂收缩试验能够模拟磷石膏路面基层材料在受到温差㊁水分减少的影响下抵抗此类影响的能力㊂通过干缩试验㊁温缩试验得到的干缩㊁温缩性能是检验混合料路用性能的重要指标[11]㊂按照‘公路工程无机结合料稳定材料试验规程“(JTG E51 2009)测定试件的累计干缩性能和温缩性能㊂冻融循环试验用于评价混合料的抗冻性能[12]㊂冻融循环试验按照‘公路工程无机结合料稳定材料试验规程“(JTG E51 2009)进行测定㊂延迟成型试验用于评价磷石膏路面基层材料在实际施工过程中,胶凝材料水化反应速度对施工容留时间及后续强度发展的影响[12]㊂本试验在混合料拌和后,主动延迟1㊁2㊁3和4h后成型ϕ150mmˑ150mm圆柱形试件,以探究延迟成型时间与对混合料7d无侧限抗压强度的影响规律㊂低温自然养生试验模拟了低温环境下的磷石膏路面基层材料强度发展情况[13]㊂本试验在室内成型ϕ150mmˑ150mm圆柱形试件,脱模包裹塑料袋后放置在室外自然环境中,环境温度为5~10ħ,分别养生7㊁28d后浸水24h检测其无侧限抗压强度,并以此评估磷石膏路面基层材料在低温环境下的材料强度发展㊂1.3㊀配合比设计磷石膏路面基层材料的胶凝材料组分占混合料质量分数的5%,其中矿渣为4%,水泥为1%,磷石膏掺量占集料质量分数的15%并等质量替代0~4.75mm细集料,多元固化剂占混合料总质量的0.8%[14]㊂为了减少后期水泥稳定碎石基层的收缩开裂,‘公路路面基层施工技术细则“(JTG/T F20 2015)对0.600㊁0.075mm筛孔通过率控制较严格,但实际工程中即使在普通水泥稳定碎石基层中也经常存在0.075mm筛孔通过率超标的问题(国内水稳基层的细集料普遍存在洁净度不高㊁含泥量超标的问题)[15]㊂根据规范经验,C-B-3型级配在路面实际施工过程中压实成型的基层芯样往往存在许多孔洞及空隙㊂而磷石膏路面基层材料虽在0.600mm以下通过率突破了现行规范水稳的级配范围要求,但磷石膏作为细集料的添加有利于内部空隙的填充,让混合料骨架更加密实㊂最终,各集料的比例及合成级配如表5所示㊂第2期宗㊀炜等:工业固废磷石膏路面基层材料路用性能研究769㊀表5㊀试验用级配Table 5㊀Grading for test purposes Granulometric composition /mm Mass fraction /%Mass percentage through the following millimetre sieve /%37.50031.50019.0009.500 4.750 2.3600.6000.075Gravel [19.00,31.50)22.0100.0100.07.70.20.20.20.20.2Gravel [9.50,19.00)17.0100.0100.066.5 4.20.30.30.30.3Gravel [4.75,9.50)30.0100.0100.0100.066.8 5.8 1.10.90.9Chip (0,4.75)16.0100.0100.0100.098.889.858.028.88.1Phosphogypsum 15.0100.0100.0100.0100.0100.090.381.354.4Gradation of mixture 100.0100.0100.074.051.631.223.217.19.82㊀结果与讨论2.1㊀力学性能表6为磷石膏路面基层材料的力学性能㊂由表6可知,磷石膏路面基层材料7d 无侧限抗压强度为7.5MPa,满足规范对水泥稳定类基层强度要求,且长期性能稳定增长,90d 无侧限抗压强度增长了25%,180d 增长了33%以及360d 增长超过69%,说明本研究的混合料体系不仅早期强度满足要求,长期性能也保持稳定增长㊂此外,劈裂强度和弯拉强度也保持较高水平,与传统水泥稳定碎石性能相当[16]㊂表6㊀磷石膏路面基层材料的力学性能Table 6㊀Mechanical properties of phosphogypsum pavement base material Index Unconfined compression strength /MPa Leakage strength /MPa Flexural tensile strength /MPa 7d 28d 90d 180d 360d 90d 180d 360d 90d 180d 360d Value 7.59.39.410.012.70.60.9 1.1 1.2 1.5 1.72.2㊀膨胀性能图2㊀磷石膏路面基层材料的累计膨胀率Fig.2㊀Accumulative expansion rate of phosphogypsum pavement base material 图2为磷石膏路面基层材料的累计膨胀率㊂由图2可得出,在7d 标准养生条件下,磷石膏路面基层材料的累计膨胀率仅为0.006%,几乎不发生膨胀㊂在浸水情况下,前6d 混合料累计膨胀率增长较快,累计膨胀率为0.078%,约为养生期的13倍㊂这表明在混合料持续反应的过程中,相较于标准养生环境,浸水会诱发混合料产生较大膨胀量,这是诱发混合料早期膨胀的主要因素之一㊂而在持续浸水情况下,7d以后混合料的累计膨胀率趋于稳定,28d 浸水累计膨胀率仅为0.086%,说明本研究的磷石膏路面基层材料具有良好的浸水体积稳定性能㊂图3为磷石膏路面基层材料的SEM 照片,可以发现养生龄期为1d 的混合料出现了少量钙矾石晶体且形状较为纤细,结构空隙较多;而养生发展到7d 时,混合料空间结构的大部分空隙已被水化产物填补;最后当养生发展到28d 时,水化产物除填补空隙外,还出现了大量空间堆叠情况㊂由此,本试验的膨胀变化可以描述为:早期7d 前的膨胀量极低,水化产物主要填充于混合料空隙;而随着龄期的发展,膨胀量增长,一部分是水化反应持续进行,产物由空隙填充转向空间堆叠,另一部分则是浸水条件下体系发生了吸水膨胀㊂770㊀道路材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷图3㊀磷石膏路面基层材料的SEM 照片Fig.3㊀SEM images of phosphogypsum pavement base material 2.3㊀收缩性能1)干缩性能图4为磷石膏路面基层材料的干缩应变-时间的关系㊂由图4可知:由于混合料中的磷石膏遇水发生微膨胀,超过了失水引起的收缩应变,第1天试验初始阶段混合料主要表现为膨胀变形(图中负值代表膨胀应变);从第2天开始,混合料干缩应变快速增加并达到峰值,且随着时间的增长,混合料水分散失逐渐减少,每天干缩应变逐渐降低,28d 以后趋近于0;由于前期混合料的膨胀应变较大,试验前3天累计干缩应变均为负值(累计膨胀状态);从第4天开始,累计干缩应变转正,混合料总体表现为收缩状态,28d 后累计干缩应变趋于平缓㊂经计算,磷石膏路面基层材料60d 累计干缩应变为387με㊁干缩系数为116.64με/%,而传统的水泥稳定碎石干缩应变一般为480~550με㊁干缩系数为120~150με/%[17]㊂可见,磷石膏路面基层材料的抗干缩开裂能力要优于普通水稳碎石㊂2)温缩性能图5为磷石膏路面基层材料的累计温缩应变-温度变化曲线和温缩系数㊂从图5可以看出,混合料的累计温缩应变随着温度的降低逐渐增大,这是由于混合料中的大孔隙㊁毛细孔和凝胶孔中的水会对混合料产生表面张力作用㊁冰冻作用和扩张作用,混合料的温缩特性很大程度上受到液相的影响㊂水的胀缩特性相比混合料中的固相颗粒要大得多,但其含量较固相颗粒要少得多㊂其次,当有毛细水存在时,水的表面张力随温度的下降而增大,造成固相颗粒靠近而产生了收缩,同时,由于固相颗粒的靠近及水的收缩使毛细管半径变小,毛细管压力增大,加剧了材料的收缩性㊂此外,不同降温区间内混合料的收缩系数变化有所差异,45ħ时的温缩系数最大,且随着温度的继续下降,各降温区间的温缩系数逐渐下降㊂磷石膏路面基层材料平均温缩系数为5.15με/ħ,而普通水稳温缩系数一般为9~13με/ħ[18]㊂由此,磷石膏路面基层材料的抗温缩开裂能力优于普通水稳碎石㊂图4㊀磷石膏路面基层材料的干缩应变和时间的关系Fig.4㊀Relationship between shrinkage strain and time of phosphogypsum pavement basematerial 图5㊀磷石膏路面基层材料的累计温缩应变和温缩系数Fig.5㊀Cumulative temperature shrinkage strain and temperature shrinkage coefficient of phosphogypsum pavement base material第2期宗㊀炜等:工业固废磷石膏路面基层材料路用性能研究771㊀2.4㊀抗冻性能经5次冻融循环后测定试件的无侧限抗压强度,试验结果如表7所示,试件质量变化率与冻融循环次数关系如图6所示㊂经过冻融循环以后,试件表面出现了较明显的破损和掉渣现象㊂随着冻融次数的增加,试件质量损失逐渐增加,5次冻融循环后,总质量变化率为0.98%;冻融循环过程中抗压强度的损失主要是混合料空隙里面的水发生结冰膨胀,导致内部出现微裂纹,并在外界荷载作用下形成贯穿裂缝㊂经过5次冻融循环后,混合料的抗压强度比为81.13%,仍超80%,表明磷石膏路面基层材料具有较好的抗冻性能㊂这是因为:1)磷石膏路面基层材料为骨架-密实结构,内部空隙较少,空隙含水量较少;2)混合料28d 水化反应较充分,水化产物的主要成分为钙矾石,能形成细观骨架结构,具有微膨胀性,能不断填充混合料内部细微孔隙,进一步降低了孔隙水结冰膨胀的影响㊂表7㊀冻融循环前后试件的强度试验结果Table 7㊀Strength test results of specimen before and after freeze-thaw cycleBefore freeze-thaw cycle /MPa After freeze-thaw cycle /MPa Mass change rate /%Compressive strength ratio /%9.307.500.9881.13图6㊀试件质量变化率与冻融循环次数关系Fig.6㊀Relationship between mass change rate and the number of freeze-thaw cycles of specimen 2.5㊀延迟成型性能表8为磷石膏路面基层材料在延迟成型后的强度试验结果㊂由表8可知,混合料拌和后延迟成型对后续混合料强度形成存在一定影响㊂石膏对水泥具有缓凝作用,且磷石膏中的氟和磷对水泥水化也具有一定的抑制作用,会造成水泥稳定类材料凝结时间延长,早期强度降低;同时,本研究中磷石膏路面基层材料添加了碱活性固化剂,能激发材料早期胶凝活性,促进早期强度形成,会在一定程度上与磷石膏的缓凝相抵消㊂试验结果表明,延迟1h 后成型对应的7d 无侧限抗压强度约为0h 的89%,随后强度比值逐渐降低,延长2~3h 对混合料7d 强度的影响基本相同,且强度比值均高于80%,而延迟4h 后强度下降了24%㊂因此,考虑到减少拌和-成型时间对磷石膏路面基层材料后续强度形成及路用性能的影响,宜尽量将混合料拌和完成至现场压实完毕的总时间控制在3h 以内㊂表8㊀磷石膏路面基层材料在延迟成型后的强度试验结果Table 8㊀Strength test results of delayed forming of phosphogypsum pavement base materialDelay time /h 01234Phosphogypsum intensity /MPa 7.50 6.70 6.30 6.20 5.70Phosphogysum pavement base material intensity ratio /%0.890.840.830.762.6㊀低温自然养生条件下无侧限抗压强度表9为磷石膏路面基层材料在低温自然养生条件下的无侧限抗压强度㊂由表9可知,与普通水泥稳定碎石类似,低温对混合料早期(7d)强度影响较大,低温自然养生条件下混合料7d 抗压强度仅有标准养生条件下的66.7%,这主要是低温减缓了水泥-矿渣的水化反应速率,同时也降低了磷石膏中CaSO 4㊃2H 2O 的溶解度及磷石膏周围环境中Ca 2+㊁SO 2-4的离子浓度,对钙矾石的形成造成不利影响㊂28d 时自然养生试件抗压强度回升至标准养生试件的95.6%,一方面是因为外界温度的回升促进了胶凝材料水化反应;另一方面是因为胶凝材料的剂量才是混合料最终强度的决定性因素,温度主要影响水化反应产物形成的速度和进程㊂772㊀道路材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷表9㊀冬季低温自然条件下试件的无侧限抗压强度Table9㊀Unconfined compressive strength of specimen at low temperature in winter under natural conditionsTime/d Standard temperature/MPa Low temperature/MPa Intensity ratio/%77.5 5.066.7289.38.995.6由此可见,低温环境对磷石膏路面基层材料强度的形成具有明显影响,基层早期(7d)抗压强度只有室内配合比设计强度的66.7%,承载力能力下降了33%,如果过早开放交通容易使基层在行车荷载作用下产生不可逆转的早期损坏,缩短基层疲劳使用寿命㊂因此,对于低温天气条件下施工磷石膏路面基层应延长养生时间,并采用有效措施封闭交通㊂3㊀结㊀论1)磷石膏路面基层材料在早期力学性能上与传统水泥稳定碎石性能相当,且长期性能良好㊂在7d无侧限抗压强度满足规范要求的基础上,90㊁180和360d的无侧限抗压强度增长量高达25%㊁33%及69%㊂2)相较于水泥稳定碎石,掺入15%磷石膏后的磷石膏路面基层材料抵抗收缩开裂的性能更强,干缩系数为116.64με/%㊁温缩系数5.15με/ħ;此外,混合料的28d浸水累计膨胀率仅为0.086%,具有良好的水稳定性能㊂3)随着成型试件的延迟和养生温度降低,混合料的强度均出现了明显损失㊂延迟4h成型的试件强度损失达24%;5ħ环境下试件的7d强度相较于20ħ环境下的下降了33%㊂因此,宜控制拌和成型总时间在3h内,且养生温度偏低时应适当延长养生时间㊂参考文献[1]㊀侯㊀江,郭卫广,雍㊀毅,等.基于文献计量学方法剖析磷石膏研究及进展[J].磷肥与复肥,2021,36(1):32-35.HOU J,GUO W G,YONG Y,et al.Analysis of research and development of phosphogypsum based on bibliometric method[J].Phosphate& Compound Fertilizer,2021,36(1):32-35(in Chinese).[2]㊀YANG M,QIAN J S,PANG Y.Activation of fly ash-lime systems using calcined phosphogypsum[J].Construction and Building Materials,2008,22(5):1004-1008.[3]㊀吴泳霖,张㊀伟,奠㊀波,等.磷石膏热分解研究现状[J].硅酸盐通报,2022,41(9):3129-3137.WU Y L,ZHANG W,DIAN B,et al.Research status 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生物酶土壤固化筑路技术试验路最终二版

生物酶土壤固化筑路技术试验路施工设计方案湖南省交通科学研究院泰然路通科技（深圳）有限公司二00七年十一月生物酶土壤固化筑路技术试验路施工设计方案项目负责人：总工程师：院长：勘察、设计证书等级：甲级发证单位：中华人民共和国建设部目录一、泰然生物酶土壤固化筑路技术二、望城湘江堤面公路试验路施工设计方案三、望城桥驿镇群力村通村路试验路施工设计方案四、泰然生物酶土壤固化筑路技术试验路研究一、泰然生物酶土壤固化筑路技术概述1、土壤酶筑路技术酶是一种生物催化剂，极少量的存在就可大大加速化学反应的进行。

它们由植物活细胞制成，通过它的催化作用，可使粘土中大量存在的有机大分子联合生成一种中间反应酶，该物质被粘土离子置换吸附，从而削弱了粘土土粒吸附水的能力，粘土颗粒表面的水膜厚度也相应减薄，致使粘土的结构发生变化，土粒的亲水性降低，即削弱了土粒吸附水分而膨胀的倾向，又产生了对水的屏蔽作用，形成防水土层，在压实作用下，土粒更易于致密，从而达到固化效果。

目前世界上根据仿生学原理而研发的生物酶产品有多种，主要产品有帕尔玛生物酶、坚土酶、泰然酶等。

为了在南美推广生物酶技术，世界银行2002年在巴西对多种土壤固化剂修筑现场试验路进行对比试验。

2、泰然酶筑路技术2.1 泰然酶筑路技术原理泰然酶（TerraZyme），全称：泰然生物催化酶土壤固化剂，是美国Nature Plus, Inc.生产的高科技液态复合酶制品，属于生物酶类土壤固化剂，它是一种完全不同于传统道路建材的革命性新型系列筑路材料，一种生物高科技产品。

该类土壤酶由植物发酵而成，以溶解状态掺入土中，使土体密实。

土体经压实、养生后，土体强度提高，渗透性下降，板结效果好。

泰然酶道路修筑技术，系可以取材于自然界广泛存在且十分廉价的土壤，泰然酶中的有效成分与土壤中粒径小于0.01mm、具有较大的比表面积、较强化学活性等特征的微粒如粘土成分、添加成分等发生作用，并调整粘土微粒排列、分子间力、氢键等结构。

聚丙烯纤维增强水泥稳定碎石路用性能试验研究

总第３２３期交　通　科　技ＳｅｒｉａｌＮｏ．３２３　２０２４第２期ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．２Ａｐｒ．２０２４ＤＯＩ１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１７５７０．２０２４．０２．０２８收稿日期：２０２３１２２２第一作者：田港胜（１９９７－），男，硕士生。

聚丙烯纤维增强水泥稳定碎石路用性能试验研究田港胜１，２　罗袁羲３（１．西南交通大学土木工程学院　成都　６１００３１；　２．公路工程四川省重点实验室　成都　６１００３１；３．中铁宜宾投资建设有限公司　宜宾　６４４００５）摘　要　为了提升水泥稳定碎石基层的抗裂性，在水稳碎石混合料中加入０．０６％，０．０８％，０．１％，０．１２％体积掺量聚丙烯纤维，通过测试不同养护龄期下的劈裂试验，确定最佳聚丙烯纤维掺量。

对比最佳纤维掺量与未添加纤维的水稳碎石试件，基于力学强度、干缩温缩，以及半圆弯曲试验，分析聚丙烯纤维加入对其力学性能及抗裂性能的影响。

试验表明，聚丙烯纤维的掺入对水稳碎石混合料有显著的增韧、阻裂作用。

关键词　道路工程　水泥稳定碎石　抗裂性　聚丙烯纤维中图分类号　Ｕ４１４　Ｕ４１６，２１６水泥稳定碎石基层具有良好的强度、刚度、稳定性、板体性，同时造价便宜且施工方便，是一种较为理想的基层材料，广泛运用于我国路面基层的建设［１］。

但水泥稳定碎石基层在服役期受气候因素影响，容易产生收缩裂缝，随着车辆交通荷载增加，收缩裂缝发生进一步扩展，上升到面层产生反射裂缝，严重降低了道路使用质量，开裂问题也逐渐成为当前水泥稳定碎石基层面临的主要问题。

因此，改善水泥稳定碎石基层的抗裂性能，提升其使用寿命，对推动我国公路发展具有重要意义。

为了提升水稳基层的抗裂性能从而延长沥青路面的服役年限，国内外学者围绕优化骨料级配、设置预微裂缝。

以及添加膨胀剂等抗裂防护措施进行了深入研究［２５］，但效果并不理想。

目前亟须一种方案抑制水稳基层裂缝的发生，从而提升道路工程服役寿命。