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硅酸盐通报2025年第12期:磷石膏对矿渣-水泥胶凝体系固化软黏土力学性能及抗渗性能的影响机制

来源:期刊VIP网 时间:


作者:孙涛;刘越;王紫嫣;欧阳高尚;钦庭轩;

单位:武汉理工大学硅酸盐科学与先进建材国家重点实验室;中山市武汉理工大学先进工程技术研究院;武汉理工大学材料科学与工程学院;

摘要:软黏土含水率高、塑性大且强度极低,极易引发地基失稳和沉降等工程危害。本研究以磷石膏、矿渣和普通硅酸盐水泥复合组成的固化剂对软黏土进行了固化处理,磷石膏逐步等量替换固化剂中的惰性石粉,单变量研究了磷石膏在体系中的作用。首先,基于pH试验、X射线衍射试验、扫描电子显微镜试验和热重试验研究了固化土的微观结构演化从而得出固化机制。其次,通过无侧限抗压强度试验、直剪试验和渗透试验研究了固化剂中磷石膏质量占比对固化土力学性能及抗渗性能的作用规律。结果表明,固化剂的主要水化产物为水化硅(铝)酸钙(C-(A)-S-H)凝胶和钙矾石,磷石膏通过对矿粉的硫酸盐激发作用提高了固化剂的水化程度,促进了体系内钙矾石的生成,凝胶的胶结作用和钙矾石的膨胀填充作用共同提高了固化软土的力学性能和抗渗性能。随着固化剂中磷石膏质量占比逐步提升,固化土的无侧限抗压强度、抗剪强度均显著增强,最优配比条件下满足通常软土地基加固验收标准,渗透系数降低一个数量级(10~(-7)降低至10~(-8))。

关键词:软黏土;;磷石膏基土体固化剂;;力学性能;;抗渗性能;;固化机制

基金资助:国家自然科学基金面上项目(52378261)