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硅酸盐通报2026年第02期:基于响应面法的矿渣-电石渣-脱硫石膏固化淤泥质土力学性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王冬冬;张帅伟;宋新江;徐海波;尹祥;乔磊鑫;

单位:安徽省(水利部淮河水利委员会)水利科学研究院,安徽省水科学与智慧水利重点实验室;宁波中淳高科股份有限公司;国机中兴工程咨询有限公司;

摘要:淤泥质土在我国广泛分布,因含水率高、承载力低,难以直接用于工程建设。为改善淤泥质土性能,本文以矿渣、电石渣和脱硫石膏为固化剂,采用响应面法中的Box-Behnken design(BBD)数值分析,研究三者掺量对淤泥质土力学性能的影响规律并确定最优配比;再通过对比干湿作用下黄原胶固化土的强度与质量损失率,验证最优配比的有效性;最后结合SEM分析固化机理。结果表明,养护7 d后,随着矿渣和电石渣含量的增大,淤泥质土的无侧限抗压强度先增大后减小。养护28 d后,随着电石渣和脱硫石膏掺量的增加,淤泥质土的无侧限抗压强度先增加后下降。最优掺量为矿渣18.43%(质量分数,下同)、电石渣9.13%、脱硫石膏4.06%,该配比下强度与耐久性优于黄原胶固化土。固化剂的掺入导致水化硅酸钙(C-S-H)、水化硅铝酸钙(C-A-S-H)及钙矾石等凝胶产物生成,试样颗粒得到胶结与包裹,驱动孔隙结构优化与密实度增强,进而促进宏观层面的土体强度与耐久性能的提升。

关键词:矿渣;;脱硫石膏;;电石渣;;响应面法;;淤泥质土

基金资助:安徽省自然科学基金(2208085US01,2208085US18,2408055US004);; 安徽省水科院科技攻关项目(KJGG202302);; 安徽省水利科技项目(SLKJ202501-1)