新型固化剂的工程应用及其固化机理研究

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随着公路工程的发展,由公路建设带来的一系列环境问题也日益突出,打破了原有自然环境的生态平衡,尤为突出的是由于很多地方土地资源紧张,迫使人们在原本不适合作为路基填料的地方取土以进行路基填筑,如软土、盐渍土、膨胀土等,如若处理不当,将会产生一系列岩土环境问题。江苏地区第四系松散沉积物特别是软土广泛分布,成因类型复杂,由于土地资源日益紧缺,常常将其作为路基及路堤填料。如宁宿徐高速公路盱眙南段分布淤泥、淤泥质土和有机质土,该类软土含水量、孔隙比大、粘土矿物含量高,土体结构为厚层状,有显著的胀缩性。在施工中该类软土作为路堤填料,粉碎困难,掺灰不均匀,改性效果差,强度低。同样在临连高速公路(江苏段)沿线分布的滨海盐渍土,天然含水量高、孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高,土体中含有的较多盐分,影响路堤和路基的灰土改性效果,其稳定性和耐久性差,给高速公路的施工和使用留下安全隐患。   针对以上所述软土在改性处理效果差的问题,本文采用固化剂CMSC对其改性处理,CMSC固化剂是一种新型固态固化剂,它含有活性钙和缓凝剂,呈弱碱性,不仅能够为土体物化反应提供充足的钙,同时缓凝剂的加入能够使Ca2+保持较长时间的活性,使固化剂与土体能够得到充分的反应。CBR试验结果表明,在生石灰中掺加此固化剂不仅可以提高软土的强度,还可以提高软土的水稳性,降低土体的胀缩性。本文利用扫描电子显微镜对土体微观结构进行观察,发现加入固化剂后,新生成了钙矾石晶体,它能够填充在土颗粒孔隙中,起到支撑作用,同时能够使孔隙细化,有效增加土体的密实度,且钙矾石晶体与水化硅酸钙、水化铝酸钙凝胶一起构成空间网状结构,将土体联结为一个整体,从而使加固体的强度和水稳性明显提高。同时,本文还将CMSC二灰碎石的固化改性处理,试验表明适量掺入CMSC固化剂可以明显提高二灰碎石的强度和水稳性。   从室内试验结果及应用情况来看,新型固化剂CMSC对高含水软土改性处理及二灰碎石固化处理效果较好,其强度有显著提高,水稳性和抗冻性好。在公路建设中具有广泛的推广应用前景。
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