水泥固化砂質(zhì)粉土的強(qiáng)度試驗(yàn)及其機(jī)理研究.pdf

1、目前，我國大部分建筑棄土是集中堆放處理，需要占用大量的土地資源，砂質(zhì)粉土是一種常見的棄土，數(shù)量龐大，強(qiáng)度低、剛度小、穩(wěn)定性差，不能直接用于路堤填充等工程中，對其開展資源化利用研究，比如把砂質(zhì)粉土固化后作為路基填土，不僅能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且能產(chǎn)生較好的社會(huì)效益。
　　本文采用水泥作固化劑，選用石膏、石灰、粘粒和粉煤灰這四種外摻劑，參照《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》及相關(guān)試驗(yàn)選定水泥摻量為11％，外摻劑摻量分別2％，3％和4％，試

2、樣制備和養(yǎng)護(hù)按《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定的方法進(jìn)行，齡期分別為7d、14d、28d、60d、90d和180d。為了研究其路用強(qiáng)度性能，開展了無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、間接抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)、抗壓回彈試驗(yàn)和彎拉強(qiáng)度試驗(yàn)，以研究這幾種外摻劑在不同摻量時(shí)對水泥固化砂質(zhì)粉土強(qiáng)度的影響。為了進(jìn)一步研究其固化機(jī)理，開展了熱場掃描電鏡試驗(yàn)與X射線衍射試驗(yàn)。通過研究發(fā)現(xiàn):
　　(1)固化砂質(zhì)粉土的強(qiáng)度和剛度均隨齡期的增加而增長，前期增長較快，

3、28d后增長速度變緩，不同外摻劑、摻量的固化土強(qiáng)度和剛度隨齡期增長的幅度也不盡相同，60d后趨于穩(wěn)定。
　　(2)石灰不適合做水泥固化砂質(zhì)粉土的外摻劑;4％粘粒摻量能增加固化早期的強(qiáng)度，適合于早期強(qiáng)度要求大的工程;2％石膏摻量與4％粉煤灰摻量能大大增加水泥固化砂質(zhì)粉土的強(qiáng)度。
　　(3)原狀砂質(zhì)粉土顆粒表面較光滑，無膠凝物質(zhì)，只存在少量細(xì)小顆粒，故砂質(zhì)粉土顆粒之間不能很好的連接在一起，宏觀上其粘結(jié)力小，穩(wěn)定性差，強(qiáng)度，剛度較

4、低。摻入粉煤灰時(shí)，發(fā)生了二次水化反應(yīng)，網(wǎng)格狀的水化硅酸鈣(C-S-H)出現(xiàn)得更多，其X射線衍射圖中的峰更明顯，這促進(jìn)了強(qiáng)度的提高;摻入石膏時(shí)，石膏與鋁酸三鈣的水化反應(yīng)生成鈣礬石(AFt)，其X射線衍射圖出現(xiàn)AFt峰，針狀的AFt比未摻入時(shí)更多更密集，在后期能更好的填充空隙;摻入粘粒時(shí)，其X射線衍射圖各峰與不摻入粘粒時(shí)基本相同，說明粘粒主要作用不是參與化學(xué)反應(yīng)，而是體現(xiàn)在改善級配組成來提高固化土的強(qiáng)度。
　　本文所得結(jié)論可為砂質(zhì)粉土