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石材加工厂在生产过程中不可避免产生大量石粉,其治理方法少、费用高,处理不当极易对环境产生严重污染。目前对石粉的处理只有少数被回收利用,大部分采取堆放、填埋处理从而形成大量石粉地基。参考不同水泥掺量固化土的工程运用,论文提出将低掺量水泥和石灰掺入石粉形成固化土用于路基底基层并用高掺量水泥固化石粉地基的处理方法,从而达到既将石粉变废为宝又可以降低工程造价一举两得的目的。文章具体研究了纯石粉、低掺量水泥固化石粉和高掺量水泥固化石粉的物理力学性质,结果表明:(1)石粉为级配不良的低液限指数低压缩性酸性粉土,按照美国的ASTM规范标准将石粉归类为SiltL;形态上石粉颗粒以为棱角状、次棱角状为主,也有长条状、柱状等。其主要矿物成分为石英(SiO2)、正长石(KAlSi3O8)及少量黑云母。(2)石粉本身渗透性低,基本不透水。在加入水泥和石灰后渗透系数降低一个数量级,水稳定性得到了更好的提升,同时其毛细吸水系数也得以不同程度的改善。石粉经过低掺量的水泥、石灰稳定后均变为低压缩性土。(3)固结不排水(CU)三轴试验表明水泥和石灰混合掺入的稳定石粉土破坏倾向于脆性破坏;围压对低掺量水泥固化石粉峰值应力影响较大,峰值应变随着围压的增加而逐步减少,随龄期增长峰值减少更为明显;水泥掺量高时不同围压下峰值应力变化不明显。(4)低掺量水泥稳定石粉无侧限抗压强度随外掺剂剂量增加而上升,强度在前28天有显著提高,之后增长幅度很小。对比公路路面基层设计规范,低掺量稳定土经过7天养护后的无侧限抗压强度均大于0.6MPa,可以用于二级和二级以下公路的基层和底基层以及高速公路和一级公路的底基层。高掺量水泥稳定石粉无侧限抗压强度高于其他粉土,但低于碎石稳定土。(5)研究了水泥对石粉的固化机理,发现水泥水化生成了水化硅酸钙、水化铝酸钙及水化铁铝酸钙等产物,使得石粉颗粒之间的空隙得到了更好的填充;水泥、石灰与石粉共同反应产生的胶凝—结晶的网状混合物相互咬合,降低稳定土体系的孔隙率,细化体系的孔径;其它未参与反应的固体颗粒在胶凝物质间起到了微集料填充和骨架支撑作用,再加上石粉颗粒本身强度和硬度,这些都大大提高石粉稳定土的强度和耐久性。