页岩属软岩的一种，是由黏土脱水胶结而成的岩石。以高岭石、水云母等黏土类矿物为主，具有明显的薄层理构造，抵抗风化的能力弱，同时，页岩料相对于硬岩料具有强度低、风化程度高、压实性好、渗透性低等特点。

　　由于页岩料级配的特点是可变性大，抗压强度低，软化系数大，当受到如坝料开采后受降雨、曝晒等气候环境的变化和填筑碾压后，表现出岩块崩解、破碎、细化，对环境干湿交替和机械扰动的影响特别敏感。页岩的这些特性，尤其是其较高的压缩性，一旦遇水很容易发生崩解破碎，在温度以及荷载的循环作用下很容易发生变形。所以，使用页岩作为高速公路的路堤填料很容易发生路基的不均匀沉陷、边坡的滑坡以及路床翻浆等病害。

　　但是，如果有效利用风化页岩，研发一种高强混凝土材料用于路面基层修筑，既可以避免页岩废弃而破坏生态环境，还可以降低公路建设成本，就能做到一举两得，具有良好的经济效益和社会效益。

　　1.原材料组成

　　风化页岩:风化页岩取自张承高速TJ19标段页岩边坡，颜色呈灰褐色，泥质结构，属较软质岩类。

　　水泥：秦岭牌P.O42.5普通硅酸盐水泥，三氧化硫含量1.9%~3.5%，具有中水化热和中抗硫酸盐性。

　　固化剂：试验采用课题组自主研发的固体固化剂和液体固化剂。

　　钢纤维：直径为0.2mm~0.22mm，长度为12mm~14mm，抗拉强度大于1000MPa。

　　2.制备方法

　　选取粉碎后页岩，按页岩：水泥：固体固化剂=30:7:8的质量比将原材料混合，手动搅拌3~5min。然后将钢纤维以100kg/m3的比例撒入混合料中，再将液体固化剂和水以一定比例加入混合料中，搅拌5min。抗压试件模具尺寸为70.7mm×70.7mm×70.7mm，抗折试件模具尺寸为40mm×40mm×160mm。将拌和料装入模具，经振动台振捣成型，24h后脱膜养生。

　　3.力学性能测试方法

　　依据《水泥胶砂强度试验方法(ISO法)》（GB/T 17671-1999），测试页岩混凝土试件的7d强度，主要是利用万能试验机分别进行无侧限抗压强度和三点弯曲抗折强度。

　　4.试验结果与分析

　　试验结果：页岩混凝土的强度的试验结果表明：7d龄期无侧限抗压强度Max=30.45MPa，Min=27.77MPa，平均值μ压=29.28MPa；抗折强度Max=3.49MPa，Min=1.97MPa，平均值μ折=2.49MPa。说明页岩混凝土具有较好的韧性。

　　抗压强度试验结果分析：试件发生破坏时，荷载达到峰值后力的数值会急剧减小，压力机自动停止加载，但是试件表面基本完整，未发现裂纹，继续测试其残余抗压强度，直至样品明显破坏。

　　样品1-1，第1次破坏的抗压强度28.53MPa，试样的表面几乎无裂纹。第2次破坏时其抗压强度为24.86MPa，试样表面出现裂纹。第3次破坏时抗压强度为22.2MPa，试样表面出现裂纹，但并未延伸至贯穿整个表面。第4次破坏时其抗压强度为20.05MPa，试样表面裂纹延伸至贯穿整个表面。

　　抗折强度试验结果分析：编号为1-2和2-3号抗折试件的力与位移曲线基本上为双线性曲线，从起试验点至位移0.86mm，基本上为成正比上升阶段，对应的峰值受压荷载试验力为1.5kN，从位移挠度大于0.86mm起，受压荷载曲线成线形缓慢下降趋势。据此可能得出，页岩制备的高强混凝土材料的延展性较好，试件受压初期荷载与挠度呈线性关系变化。达到峰值强度后，试件所受荷载减小，挠度继续增大。

　　5.结论

　　利用风化页岩制备的高强混凝土加入钢纤维后，最大抗压强度可达30.45MPa，最大抗折强度可达3.49MPa，并且经多次测试仍具有较强的抗破坏能力，说明其胶结较好。由此证明了风化页岩制备高强混凝土是可行的，值得在具有这种建筑材料的山区公路建设中推广使用。（张晓蕾）

　　（审核专家 王一臣）

　　责任编辑：韦红媛