水泥-矿渣-粉煤灰固化淤泥的水分转化规律及其固化机理研究

为研究石膏激发的水泥-矿渣-粉煤灰固化淤泥的力学强度与水分转化过程的演变规律,从本质上揭示水泥-矿渣-粉煤灰对淤泥的固化机理,通过无侧限抗压强度、抗剪强度试验探究水泥/矿渣/粉煤灰配比、固化剂掺量、养护龄期对固化淤泥土强度的影响,结合核磁共振弛豫分析(NMR)、矿物成分分析(XRD)、微观结构分析(SEM)探究结合水量、水化物种类、微观形貌随养护龄期的变化规律,并建立无侧限抗压强度qu、抗剪强度参数c、tanφ与结合水量Cw的函数关系.结果表明:14 d龄期内较高水泥配比(20％)的固化土强度显著高于低水泥配比(5％)固化土,其早强效应归功于水化物的大量生成,结合水量大幅提高,14 d龄期后5％水泥配比固化土强度增长迅速并超过20％水泥配比固化土强度.从宏观力学强度看,较高水泥配比(20％)固化土qu、c、tanφ均与龄期对数lg t呈线性增长关系,低水泥配比(5％)固化土则呈幂型函数关系;从微观水分转化角度分析,高低水泥配比固化土的结合水量与抗压强度、抗剪强度参数的函数关系相同,即qu-Cw、tanφ-Cw呈幂型函数增长,c-Cw存在线性关系.固化土力学强度不仅与水化物中的结合水量有关,还与水化物的结构有关,絮凝状水化物C-A-S-H逐渐形成空间网状结构,使土体结构密实,孔隙减小.