1.3 实验方法
试样制备用SJ-160型静浆搅拌机,具体搅拌过程如下:①按照试验配比称量水泥、工业废渣和水,放入 搅拌锅内,立即开动机器,低速搅拌30s;②加入定量的土样,用静浆搅拌机低速搅拌1min后停止;③人工 用一胶皮刮具将叶片和锅壁上的试样刮入锅中间后,把搅拌机转至高速再搅拌2min。 将搅拌好的试样分3层装入50mm×50mm×50mm试模中,在ZT-1×1型振实台上各振动1min。 试件成型1d后拆模,将脱了模的试块用塑料薄膜包裹放入养护箱内进行养护,养护温度为25℃,湿度 为95%,于30d龄期测定试块无侧限抗压强度。
2 试验结果及分析
2.1 碱性废液可提高固化土碱度
土样BT在水泥及水泥+碱液作用下形成的固化土抗压强度如图2所示。
由图2可知:与水泥掺量相同的固化土BS-10 抗压强度相比,固化土BJ-10抗压强度增长了 90·20%;与固化剂总量相同的固化土BS-12相比, 固化土BJ-10抗压强度增长了73·21%。另外,与 固化土BS-10抗压强度相比,水泥掺量较少的固化 土BJ-8抗压强度也提高了18·63%,并且固化土 BJ-8与固化土BS-12抗压强度基本相同。这说明 在固化剂中掺加了碱性废液后,提高固化土孔隙液 碱度,减小或消除土样对固化土中胶凝性水化物生 成的影响,提高固化土抗压强度。
2.2 工业废渣可代替部分水泥产生胶凝性水化物 土样BT在水泥+高炉矿渣+碱液作用下形成 的固化土与固化土BJ-10抗压强度如图3所示。
由图3可知:与水泥固化土BJ-10抗压强度相 比,固化土BK-8、BK-6、BK-4、BK-2抗压强度与其 基本相同,只有当固化剂中胶凝组分全部为工业矿 渣代替时,固化土抗压强度才有所减小。这说明在 固化剂中高炉矿渣在高碱环境下可水化生成胶凝性 水化物,得到与水泥相同的加固效果,且矿渣占固化 剂中胶凝组分总量的80%时仍可达到同样的效果。
2.3 工业废渣提供膨胀性水化物并可调控固化土 中胶结与膨胀协调性
土样BT在水泥+高炉矿渣+石膏粉+碱液作 用下形成的固化土与固化土BJ-10、BJ-18抗压强度 如图4所示。
由图4可知:与固化土BJ-10抗压强度相比,在 保持固化土中胶凝性水化物量不变的情况下,用水 泥、矿渣、磷石膏和废碱液制成的固化剂形成的固化 土抗压强度有大幅度的增加,并且随着固化剂中矿 渣掺量增加,固化土抗压强度增长幅度有增加的趋 势,只有当固化剂中胶凝组分全部为矿渣时,固化土 抗压强度增长幅度才有所减小,但也大于固化土 BJ-10抗压强度,如与固化土BJ-10抗压强度相比, 固化土BKG-8抗压强度增长了158·25%,固化土 BKG-2抗压强度增长最大,达到308·25%,固化土BKG-0抗压强度增长有所减小,但也增长了249·48%。 另外,与水泥掺量较高的固化土BJ-18抗压强度相比,固化土BKG抗压强度也有较大幅度的提高,如BKG- 8抗压强度增长了51·82%,固化土BKG-2抗压强度增长了140%,固化土BKG-0抗压强度增长了105·45%。这说明使用工业废渣作为固化剂组分加固软土其加固效果要好于水泥。
与固化土BG-10和固化土BJ-18相比,用水泥、矿渣、磷石膏和废碱液制成的固化土,一方面固化剂中磷 石膏与水泥水化物中的水化铝酸钙反应生成膨胀性水化物钙矾石,不仅可填充固化土中土团粒间孔隙,又可 填充土团粒内部孔隙,弥补了胶凝性水化物CSH的不足;另一方面,工业废渣的加入使得胶凝性水化物 CSH的前期生长速度缓慢下来,其对强度贡献主要来自后期[7-8],早期生成的钙矾石对CSH胶结形成的固 化土结构破坏较小,从而达到调控胶凝性水化物与膨胀性水化物协调性的目的,因此,与固化土BG-10和固 化土BJ-18相比,固化土BKG抗压强度大幅提高,并且随着矿渣掺量的增加,胶凝性水化物CSH的前期生 长速度更慢,钙矾石的膨胀破坏胶凝性水化物的胶结结构就越低,钙矾石生成过程与CSH生成过程的协调 性就越好,固化土强度增加的也越大。当固化剂中胶凝组分完全是矿渣时,矿渣水化生成的胶凝性水化物量 较少,胶凝性水化物对土颗粒的胶结作用减弱,固化土抗压强度增长程度相对有所降低。