两种水泥基材料的土壤快速固化性能试验研究

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:lujunjun_1204
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为了满足水利工程中的应急抢险与快速修补加固需求,需要寻找合适的早强型土壤固化剂,用于水坝、渠道、护坡、堤防的应急抢险。本研究针对现在土壤固化剂早期强度低,固化性能差的特点,通过室内试验研究了两种水泥基固化剂(硫铝酸盐水泥基土壤固化剂和磷酸盐水泥基土壤固化剂)的土壤固化性能,并基于试验结果评估了两种早强型土壤固化剂对不同类型土体的适应性以及用于水利工程应急抢险的可行性。本研究首先寻找满足早凝和早强需求的土壤固化剂最优配方。然后使用最优配方的水泥进行土工试验,用于固化四种不同级配的土壤(级配不良砂、含细粒土砂、粉土砂、低液限粘土)。在试验中,根据施工工艺不同制作了不同配合比(流动性)的固化土试件,使用三种不同养护方法进行养护后,测量其抗压强度,抗折强度和渗透系数。硫铝酸盐水泥基土壤固化剂试验结果表明:(1)硫铝酸盐水泥固化土壤抗压强度均与龄期成对数关系,1d强度可达最终强度的70%~81%,早强效果明显。(2)在5%的水泥掺量下,含细粒土砂1d强度可达5.1MPa,满足固化土抗冲蚀的最低要求(4MPa);级配不良砂的3d强度可达到要求;粉土砂与低液限粘土7d内达不到要求。(3)在10%的水泥掺量下,含细粒土砂和粉土砂固化强度3h可达要求;级配不良砂和低液限粘土固化土强度1d可达要求。(4)10%水泥掺量下,四种固化土的渗透系数均高于10-7m/s,均能满足一般水利设施的防渗要求。因此综合评定,10%的水泥掺量具有良好的土体适应性和固化效果,可满足一般水利设施的应急抢险加固需求。磷酸盐水泥基土壤固化剂试验结果表明:(1)磷酸镁水泥基土壤固化剂最优配方为:P/M值为1:3,硼砂掺量为10%,氧化镁细度宜为200m2/kg左右。(2)10%的水泥掺量下,磷酸盐水泥固化土的强度均低于硫铝酸盐水泥固化土;三种固化土强度满足要求时间都超过了3d。(3)当水泥掺量达到20%时,级配不良砂、含细粒土砂、粉土砂的固化土强度3h可达要求。另外考虑到磷酸盐水泥固化土耐水性较差,不适合用于水环境中抢险加固。其早强的特点更适合用于混凝土建筑物的裂缝、剥蚀等缺陷快速修复及结构加固。
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