【摘 要】
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目前,水泥在固化土领域得到广泛应用,但水泥的广泛应用由此带来的环境污染问题也不容忽视,水泥在生产和使用过程中会造成空气、土体等环境污染,因此寻求水泥的绿色替代料是急需解决的问题。作为副产物的稻壳灰具有激发水泥活性的特性,从而减少水泥的用量。同样,矿粉属于工业副产品,其内部所含的化学成分与水泥类似,可用于作为水泥的部分替代料。本文用稻壳灰、矿粉和低掺量水泥作为固化剂,通过室内试验与理论分析研究了稻壳
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目前,水泥在固化土领域得到广泛应用,但水泥的广泛应用由此带来的环境污染问题也不容忽视,水泥在生产和使用过程中会造成空气、土体等环境污染,因此寻求水泥的绿色替代料是急需解决的问题。作为副产物的稻壳灰具有激发水泥活性的特性,从而减少水泥的用量。同样,矿粉属于工业副产品,其内部所含的化学成分与水泥类似,可用于作为水泥的部分替代料。本文用稻壳灰、矿粉和低掺量水泥作为固化剂,通过室内试验与理论分析研究了稻壳灰与矿粉的掺入对固化土强度和耐久性的影响,并结合衍射试验和扫描电镜试验分析了两者的固化机理。得到以下主要结论:（1）对固化土的强度特性进行试验分析,试验结果表明:稻壳灰和矿粉的掺入可以显著提高固化土的无侧限抗压强度;并以7d无侧限抗压强度为指标,通过固定水泥的掺量,得到了稻壳灰与矿粉的最佳配比为2:1;在最佳配比的基础上,研究分析了龄期和总掺量的变化对固化土强度的影响,研究表明:随着养护龄期和总掺量的增加,固化土的无侧限抗压强度在不断增长,且7d～28d强度增长较快,28d～90d强度增长较慢。（2）将养护28d的掺入稻壳灰与矿粉的固化土试件（RS水泥土）与其对照组（普通水泥土）进行抗碳化试验,试验结果表明:随着碳化时间的延长,RS水泥土与普通水泥的碳化深度与质量在不断增加,pH值与抗压强度在不断减小;且RS水泥土的抗压强度下降速度慢于普通水泥土,表明RS水泥土的抗碳化性能优于普通水泥土。（3）对RS水泥土与普通水泥土进行干湿循环和冻融循环试验分析,试验结果表明:随着干湿循环次数增加,RS水泥土与普通水泥土的质量在不断下降,无侧限抗压强度呈现先上升后下降的变化规律;而两种水泥土的抗压强度与质量随着冻融循环次数的增加在不断减小;经12次冻融循环和干湿循环后,RS水泥土与普通水泥土的抗压强度较未循环试件的抗压强度分别下降了 23%、43%和7.3%、10.4%。（4）对固化土试件进行微观试验分析,试验结果表明:稻壳灰与矿粉的掺入增加了土体内部水化硅酸钙和水化铝酸钙等水化产物的含量,这些水化产物填充了土颗粒间的孔隙,提高了致密性,其抗压强度高于未掺稻壳灰与矿粉的固化土试件;由于碳化作用,土体内部的大部分水化产物与CO2反应转变为碳酸钙,而碳酸钙体积大、填充孔隙效果差,造成土体体积膨胀出现微观裂纹,抗压强度不断下降。（5）RS水泥土强度的提升主要是由于稻壳灰和矿粉与水泥的相互反应;稻壳灰和矿粉中的SiO2与水泥的水化产物Ca（OH）2发生叠加的火山灰反应生成较多稳定性较高的CSH,CSH对土颗粒具有包裹和胶结作用,提升了固化土的抗压强度;矿粉中富含的CaO与水反应生成Ca（OH）2再次促进了火山灰反应;稻壳灰与矿粉的粒径远小于水泥颗粒,在土体内部发生微集料反应,填充了土颗粒间的孔隙,致密性提升,抗压强度增加。图[48]表[24]参[83]
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