【摘 要】
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泡沫轻质土具有轻质性、自流平、自密实、强度可调等众多优势,但大量使用水泥会耗费自然资源且生成大量二氧化碳,这与国家“碳中和、碳达峰”的战略目标相悖。同时我国每年都会产生大量的工业固废,大量堆弃的固废导致资源的浪费和环境的污染。因此,研究替代水泥的固废基胶凝材料,用于制备泡沫轻质土,实现可持续发展和“碳中和、碳达峰”的国家战略目标。本文以开发地质聚合物（以下简称“地聚物”）为替代水泥的胶凝材料,将自
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泡沫轻质土具有轻质性、自流平、自密实、强度可调等众多优势,但大量使用水泥会耗费自然资源且生成大量二氧化碳,这与国家“碳中和、碳达峰”的战略目标相悖。同时我国每年都会产生大量的工业固废,大量堆弃的固废导致资源的浪费和环境的污染。因此,研究替代水泥的固废基胶凝材料,用于制备泡沫轻质土,实现可持续发展和“碳中和、碳达峰”的国家战略目标。本文以开发地质聚合物（以下简称“地聚物”）为替代水泥的胶凝材料,将自行研制的发泡剂以物理方式制备出地质聚合物泡沫轻质土（以下简称“地聚物泡沫轻质土”）填筑路基,满足路基填料各项路用性能,达到绿色建造并大幅降低工程造价的目标,主要结论如下:（1）以标准稠度水玻璃用量、凝结时间、安定性、流动度、抗压强度等为技术指标,进行地聚物胶凝材料开发,结果表明:开发的地聚物胶凝材料满足标准稠度要求,具有良好的安定性,流动度均能达到180mm,通过缓凝剂葡萄糖可将初凝时间提高至45min以上,终凝时间提高至190min,强度满足42.5级硅酸盐水泥的要求。其强度随粒化高炉矿渣粉（以下简称“矿粉”）掺量的升高而增大;（2）采用物理发泡,通过对单一组分发泡剂四项指标进行试验,制备出性能较好的发泡剂,分别为AEO-9、组分a、K12、稳泡剂组分b;通过均匀试验设计得出对发泡剂性能的影响因素主次依次是组分b＞K12＞组分a,并得到泡沫密度、发泡倍数、1h沉降距、1h泌水量四项指标符合规范要求的发泡剂配方;（3）以无侧限抗压强度、密度和流动度为考核指标,通过均匀试验设计进行地聚物泡沫轻质土配合比设计,得出影响其强度因素大小依次为水玻璃模数＞钢渣微粉掺量＞泡沫掺量,优选出推荐配合比。进行抗冻融性、抗渗性、干湿循环、收缩性能等耐久性检验,结果表明:抗冻融性较好,满足路基工程要求;抗渗性较差但可通过铺设HDPE防渗土工膜解决;干湿循环强度损失较小,水稳定性良好;钢渣微粉微膨胀性一定程度上减缓了泡沫轻质土的干缩,干缩性能良好;钢渣微粉对温缩不利,可通过限制钢渣微粉掺量在20%以内并设置沉降缝控制温缩水平。（4）通过试验工程实际应用,开发的地聚物泡沫轻质土满足路堤填料各项要求,应用效果良好。
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