土壤固化劑固化性能與機(jī)理的研究.pdf

1、本文通過對國產(chǎn)和進(jìn)口的兩種土壤固化劑的性能進(jìn)行對比,并對摻國產(chǎn)土壤固化劑穩(wěn)定土試件進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)測試和分析,確定土壤固化劑的作用機(jī)理,為能否在工程實(shí)際中使用國產(chǎn)土壤固化劑替代進(jìn)口土壤固化劑提供理論依據(jù)。 實(shí)驗(yàn)中采用國產(chǎn)土壤固化劑(液體)、進(jìn)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(fù)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(cè)限抗壓強(qiáng)度；并對標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生條件下不同齡期的試件、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生28天后再經(jīng)凍融循環(huán)不同齡期的試件,通過浸水穩(wěn)定性試驗(yàn)、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(jié)構(gòu)與宏觀性能的聯(lián)系,從而確定土壤固化劑的作用機(jī)理。 本研究表明：國產(chǎn)復(fù)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(yīng)加水量9.7％。國產(chǎn)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(yīng)性。單獨(dú)

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(qiáng)度、浸水穩(wěn)定性得到很大的提高。這是因?yàn)橥寥拦袒瘎?、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(qiáng)烈的物理、化學(xué)作用,從而使土壤的性質(zhì)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(jī)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?；瘜W(xué)作用主要體現(xiàn)在強(qiáng)結(jié)合水、結(jié)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(jié),形成增水的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。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(qiáng)結(jié)合水具有破壞作用,并使少數(shù)粘土礦物顆粒形成裂紋,但對穩(wěn)定土的微觀結(jié)構(gòu)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(fù)雜的物理化學(xué)作用。國產(chǎn)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(jìn)材料。