土壤固化劑固化性能與機理的研究.pdf

1、本文通過對國產和進口的兩種土壤固化劑的性能進行對比,并對摻國產土壤固化劑穩(wěn)定土試件進行微觀結構測試和分析,確定土壤固化劑的作用機理,為能否在工程實際中使用國產土壤固化劑替代進口土壤固化劑提供理論依據。 實驗中采用國產土壤固化劑(液體)、進口土壤固化劑(液體)、粘土、石灰和水泥等為主要原材料,通過測定穩(wěn)定土的最佳含水量、復合土壤固化劑的最佳摻量以確定本研究中穩(wěn)定土的配比。按照配比制備試件,測定分別摻不同土壤固化劑的試件在不同養(yǎng)生條

2、件下的無側限抗壓強度；并對標準養(yǎng)生條件下不同齡期的試件、標準養(yǎng)生28天后再經凍融循環(huán)不同齡期的試件,通過浸水穩(wěn)定性試驗、巖相分析、X射線衍射分析、掃描電鏡分析、差熱與熱重分析,找出微觀結構與宏觀性能的聯(lián)系,從而確定土壤固化劑的作用機理。 本研究表明：國產復合土壤固化劑的摻量在0.08‰～0.1‰之間,石灰穩(wěn)定土的最佳含水量為16.6％,試件成型應加水量9.7％。國產土壤固化劑受養(yǎng)生條件的影響較少,對施工環(huán)境具有更好的適應性。單獨

3、加入土壤固化劑的粘土浸水穩(wěn)定性略有提高,但試件入水仍然坍塌。加入土壤固化劑的穩(wěn)定土,其強度、浸水穩(wěn)定性得到很大的提高。這是因為土壤固化劑、石灰的酸堿雙重激發(fā)作用使礦物成分之間、固化劑成分與礦物成分之間發(fā)生強烈的物理、化學作用,從而使土壤的性質發(fā)生了根本性改變。物理作用主要是土壤固化劑中的有機單體聚合成高聚物分子鏈,吸附在粘土礦物的表面或纏繞在礦物的周圍。化學作用主要體現在強結合水、結晶水和碳酸鹽及其他礦物含量的增高,這些新生成的礦物在原

4、礦物表面上附著、生長和相互連結,形成增水的網狀結構。新生成的礦物主要有CaCO3、Ca(OH)2,水泥穩(wěn)定土中還新生成了較多的鈣礬石針狀晶體。凍融循環(huán)條件對強結合水具有破壞作用,并使少數粘土礦物顆粒形成裂紋,但對穩(wěn)定土的微觀結構和宏觀物理性能沒有造成明顯的損害。水泥穩(wěn)定土和石灰穩(wěn)定土相類似,加入土壤固化劑的水泥穩(wěn)定土比石灰穩(wěn)定土具有更復雜的物理化學作用。國產土壤固化劑對石灰、水泥穩(wěn)定土都具有較好的固化作用,是一種良好的土壤固化促進材料。