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【摘 要】 文章首先简述了淤泥的常用处理方法，结合水泥土添加剂的室内试验，对地试验内容和过程进行了综合描述，并且就水泥固化土的渗透性的影响因素进行了探讨。
【关键词】 水泥土;添加剂;室内试验
一、前言
当今水水泥土添加剂的室内试验中存在很大的问题，因此在水水泥土添加剂试验中的规范显得尤其重要，水泥土添加剂试验的方法，直接关系到试验项目的顺利进行。所以，对水泥土添加剂的室内试验要求清晰明了，有助于确保试验的质量。
二、淤泥的常用处理方法
淤泥是一种性质很差的软土，如要将其转化为可利用材料，则必须通过处理措施改良其高含水率、低强度的性质。目前常用的废弃淤泥资源化方法有物理脱水、热处理方法和化学处理方法。
1、物理处理方法
降低淤泥含水率来提高淤泥的强度是最为直接的方法。通常情况下，自然晾晒是最简单的方法。
2、热处理方法
热处理方法是通过加热、烧结的方法将疏浚泥转化为建筑材料的方法，分为烧结和熔融两种。
3、化学处理方法
化学方法也称为固化处理法，最早用于有毒物质的处理，后来用于地基处理方面。通常的做法是向淤泥中添加固化材料，进行搅拌混合，通过固化材料与孔隙水发生水解和水化反应使得孔隙内的自由水变成固化土的结合水，另一方面加强了土颗粒之间的粘聚力，从而提高了淤泥的强度。处理土的使用目的调整固化材料的配方，一次处理便可达到地基所要求的承载力等物理力学性能。固化处理的效果在很大程度上受淤泥的性质、混合方法和复合型固化材料的配比的影响，应根据每一工程淤泥的特点进行配方试验。
我国有些淤泥处理工程选用了物理处理方法即排水固结法、吹填、抛填造地的方法，排水固结法需要将场地封闭，将水排出场地之外，而且淤泥质土的排水固结速度慢，施工工期长;抛石挤淤需要大量石料，造价较高，而且挤出的淤泥并没有彻底清除，并且由于形成的土地必须进行地基加固处理才能有效利用，从而使工程造价大大上升难以得到广泛地推广应用;物理脱水是通过天然晾晒或机械脱水的方法将淤泥中多余的水分脱去，达到提高土体强度的目的，这种方法设备昂贵、处理效率底，而且脱水后的泥饼仍然含有较多的水分，在使用过程中仍然需要进行二次处理。热处理方法是通过熔融和烧结的方法去除淤泥中过量的水分并将淤泥中的粘土矿物高温改性，可以将淤泥处理为陶粒或烧制砖瓦来使用。这种方法产生的产品可以具有比较高的附加值，但是由于处理量有限，不适合于大量淤泥的处理工程。
三、水泥土添加剂的室内试验
1、试验材料
（一）土样
土样取自淮安-盐城高速公路水泥土搅拌法试验段的灰色淤泥质粘土，层底埋深为15.2～16.5m，层厚为5.8～7.3m，土样的主要物理力学性质指标见表1。现场土样取回后均匀摊铺在地上风干（风干后的含水量为7.6%），然后过孔径为5mm的筛，将筛分以后的土样置于铅皮桶中保存以防止潮气进入。
（二）固化剂
固化剂选用浙江省桐乡市羔羊水泥有限公司生产的福寿牌32.5普通硅酸盐水泥，其强度指标见表2。
（三）添加剂
添加剂选用上海五四助剂厂生产的SN-Ⅱ型高效减水剂（粉剂），上海金山化工厂生产的分析纯Al（OH）3（粉剂）和上海市奉贤奉城试剂厂生产的分析纯无水CaCl2（颗粒状）。
2、试验方案
为了研究水泥土的宏观力学性质和微观结构表现，制定了如表3所示的试验方案。
3、试样的制备
试验模型采用70.7mm*70.7mm*70.7mm规格，按试验方案表调制水泥浆液，然后加入对应量的土样，用搅拌机拌和均匀。试样采用手工壓注成型，静置24h后脱模编号，养护条件为标准水中养护[温度T=（20+-2）度，湿度为95%]。
4、无侧限抗压强度试验
采用WE10-度型压力试验机，以1.7kN*s-1的加荷速率进行水泥土的无侧限抗压强度试验。取3个试件测试值的算术平均值作为该组试件的无侧限抗压强度值。如单个试件与平均值的差值超过平均值的？15%，则将该试件的测试值剔除，取其余两个试件的平均值;如剔除后某组试件的测试值不足两个，则该组试验结果无效。
5、微观结构分析试验
扫描电子显微镜试验采用同济大学海洋地质教育部重点实验室的荷兰菲利普公司生产的XL-30ESEM型环境扫描电子显微镜，最大放大倍数可达100000倍，倍数连续可调。本次试验中采用的放大倍数一般为5000倍，部分为1000倍和8000倍。扫描电子显微镜试验步骤如下：先取出标准养护室中到达龄期的水泥土，将取出的水泥土试件用锯条锯成有平整断面的试块;然后将有平整断面的试块进一步用锤头敲碎，使新鲜断面露出来;再选取有代表性的小块，在平整的一面上涂上导电胶，将小块粘在尺寸为1mm见方的铜靶上，用水笔在铜靶的角上标明样品的组号;在试块的表面喷涂导电胶以增加样品的导电性;用真空仪对样品进行真空升华，从而在不影响微观结构的情况下去除水分的影响;对干燥以后的样品镀金以防止其受电子束轰击产生放电现象;用导电胶将样品固定在样品台上以防止样品抖动造成的图像质量下降;先在较低倍数放大条件下找到样品的典型形态，然后放大倍数进行样品观察并将形态图像存入计算机。能谱分析是在扫描电子显微镜对形态进行观察的同时，对扫描电子显微镜图像中的任意点用一束细小的电子束轰击，通过打击以后产生的一系列分析光谱确定样品在该点的化学成分。X射线衍射分析法是一种应用较多的对样品矿物组成进行测定的方法，也是一种精度相当高的定性和半定量分析方法。本次试验中采用的是中国科学院上海硅酸盐研究所的日本理学D/max2550V型X射线衍射仪。D/max2550V型X射线衍射仪的X射线发生器功率为18kW（40kV，450mA），X射线发生器稳定度小于0.01%，测角仪精度为0.002度。为了能够分析水泥土中的矿物组成，本次试验的量程范围为3度～70度。X射线衍射法的制样方法为：将样品磨细成粉末状（320目）或磨成具有至少一个平整断面的块状。本次试验中采用的是将水泥土样品敲碎，然后用砂纸将样品磨成尺寸为2cm*2cm左右的块状试样。
四、水泥固化土的渗透性的影响因素
1、渗透流体影响
已有研究成果表明，粘土的渗透性不单是受渗透流体的重度和粘滞性影响，而是受整个水-电解质的相互影响，并且这种相互作用的影响的性质和程度，与粘土矿物和电解质溶液的成分及其渗透溶液的极性均有密切的关系。
2、固体颗粒的影响
粘土颗粒对渗透性的影响不像砂粒那样，只是颗粒大小和级配影响土的孔隙大小和分布，而同样有更为复杂的机理粘土颗粒的大小和其矿物成分有一定的关系，而不同矿物成分和周围液相的相互作用和晶格内部的稳定性都不相同，其渗透性也各不相同，而且和交换阳离子成分有关。另外，颗粒表面双电层内吸附水模厚度及其对渗透性的影响也和矿物成分有关。并且粘土颗粒的形状是扁平的，有定向排列作用，使平行于层面和垂直于层面方向的渗透性呈现显著的各向异性性质。
3、孔隙大小及分布—组构的影响
土的结构对渗透系数影响较大，尤其是对粘性土的影响突出。土的组构说明了土中颗粒、粒团及孔隙的分布，与土的工程性质密切相关。土的结构是由单个颗粒及大小不同的粒团组成的组构单元按一定方式排列组成的，各种粒团内部的更小一级的粒团和颗粒也有一定排列方式。
五、结束语
水泥土添加剂的试验研究至关重要，因此，在试验的后续发展中，要不断提高试验人员的试验水平，加强对水泥土添加剂的重视，严格试验体系，促进水泥土添加剂应用水平的提高。
参考文献：
[1]熊大玉，王小虹，混凝土外加剂，北京：化学工业出版社，2012
[2]刘健勇，水泥土搅拌法加固软土地基效果初探，勘察科学技术，2011
[3]候永峰，龚晓南，水泥土的渗透特性，浙江大学学报（工学报），2012
【关键词】 水泥土;添加剂;室内试验
一、前言
当今水水泥土添加剂的室内试验中存在很大的问题，因此在水水泥土添加剂试验中的规范显得尤其重要，水泥土添加剂试验的方法，直接关系到试验项目的顺利进行。所以，对水泥土添加剂的室内试验要求清晰明了，有助于确保试验的质量。
二、淤泥的常用处理方法
淤泥是一种性质很差的软土，如要将其转化为可利用材料，则必须通过处理措施改良其高含水率、低强度的性质。目前常用的废弃淤泥资源化方法有物理脱水、热处理方法和化学处理方法。
1、物理处理方法
降低淤泥含水率来提高淤泥的强度是最为直接的方法。通常情况下，自然晾晒是最简单的方法。
2、热处理方法
热处理方法是通过加热、烧结的方法将疏浚泥转化为建筑材料的方法，分为烧结和熔融两种。
3、化学处理方法
化学方法也称为固化处理法，最早用于有毒物质的处理，后来用于地基处理方面。通常的做法是向淤泥中添加固化材料，进行搅拌混合，通过固化材料与孔隙水发生水解和水化反应使得孔隙内的自由水变成固化土的结合水，另一方面加强了土颗粒之间的粘聚力，从而提高了淤泥的强度。处理土的使用目的调整固化材料的配方，一次处理便可达到地基所要求的承载力等物理力学性能。固化处理的效果在很大程度上受淤泥的性质、混合方法和复合型固化材料的配比的影响，应根据每一工程淤泥的特点进行配方试验。
我国有些淤泥处理工程选用了物理处理方法即排水固结法、吹填、抛填造地的方法，排水固结法需要将场地封闭，将水排出场地之外，而且淤泥质土的排水固结速度慢，施工工期长;抛石挤淤需要大量石料，造价较高，而且挤出的淤泥并没有彻底清除，并且由于形成的土地必须进行地基加固处理才能有效利用，从而使工程造价大大上升难以得到广泛地推广应用;物理脱水是通过天然晾晒或机械脱水的方法将淤泥中多余的水分脱去，达到提高土体强度的目的，这种方法设备昂贵、处理效率底，而且脱水后的泥饼仍然含有较多的水分，在使用过程中仍然需要进行二次处理。热处理方法是通过熔融和烧结的方法去除淤泥中过量的水分并将淤泥中的粘土矿物高温改性，可以将淤泥处理为陶粒或烧制砖瓦来使用。这种方法产生的产品可以具有比较高的附加值，但是由于处理量有限，不适合于大量淤泥的处理工程。
三、水泥土添加剂的室内试验
1、试验材料
（一）土样
土样取自淮安-盐城高速公路水泥土搅拌法试验段的灰色淤泥质粘土，层底埋深为15.2～16.5m，层厚为5.8～7.3m，土样的主要物理力学性质指标见表1。现场土样取回后均匀摊铺在地上风干（风干后的含水量为7.6%），然后过孔径为5mm的筛，将筛分以后的土样置于铅皮桶中保存以防止潮气进入。
（二）固化剂
固化剂选用浙江省桐乡市羔羊水泥有限公司生产的福寿牌32.5普通硅酸盐水泥，其强度指标见表2。
（三）添加剂
添加剂选用上海五四助剂厂生产的SN-Ⅱ型高效减水剂（粉剂），上海金山化工厂生产的分析纯Al（OH）3（粉剂）和上海市奉贤奉城试剂厂生产的分析纯无水CaCl2（颗粒状）。
2、试验方案
为了研究水泥土的宏观力学性质和微观结构表现，制定了如表3所示的试验方案。
3、试样的制备
试验模型采用70.7mm*70.7mm*70.7mm规格，按试验方案表调制水泥浆液，然后加入对应量的土样，用搅拌机拌和均匀。试样采用手工壓注成型，静置24h后脱模编号，养护条件为标准水中养护[温度T=（20+-2）度，湿度为95%]。
4、无侧限抗压强度试验
采用WE10-度型压力试验机，以1.7kN*s-1的加荷速率进行水泥土的无侧限抗压强度试验。取3个试件测试值的算术平均值作为该组试件的无侧限抗压强度值。如单个试件与平均值的差值超过平均值的？15%，则将该试件的测试值剔除，取其余两个试件的平均值;如剔除后某组试件的测试值不足两个，则该组试验结果无效。
5、微观结构分析试验
扫描电子显微镜试验采用同济大学海洋地质教育部重点实验室的荷兰菲利普公司生产的XL-30ESEM型环境扫描电子显微镜，最大放大倍数可达100000倍，倍数连续可调。本次试验中采用的放大倍数一般为5000倍，部分为1000倍和8000倍。扫描电子显微镜试验步骤如下：先取出标准养护室中到达龄期的水泥土，将取出的水泥土试件用锯条锯成有平整断面的试块;然后将有平整断面的试块进一步用锤头敲碎，使新鲜断面露出来;再选取有代表性的小块，在平整的一面上涂上导电胶，将小块粘在尺寸为1mm见方的铜靶上，用水笔在铜靶的角上标明样品的组号;在试块的表面喷涂导电胶以增加样品的导电性;用真空仪对样品进行真空升华，从而在不影响微观结构的情况下去除水分的影响;对干燥以后的样品镀金以防止其受电子束轰击产生放电现象;用导电胶将样品固定在样品台上以防止样品抖动造成的图像质量下降;先在较低倍数放大条件下找到样品的典型形态，然后放大倍数进行样品观察并将形态图像存入计算机。能谱分析是在扫描电子显微镜对形态进行观察的同时，对扫描电子显微镜图像中的任意点用一束细小的电子束轰击，通过打击以后产生的一系列分析光谱确定样品在该点的化学成分。X射线衍射分析法是一种应用较多的对样品矿物组成进行测定的方法，也是一种精度相当高的定性和半定量分析方法。本次试验中采用的是中国科学院上海硅酸盐研究所的日本理学D/max2550V型X射线衍射仪。D/max2550V型X射线衍射仪的X射线发生器功率为18kW（40kV，450mA），X射线发生器稳定度小于0.01%，测角仪精度为0.002度。为了能够分析水泥土中的矿物组成，本次试验的量程范围为3度～70度。X射线衍射法的制样方法为：将样品磨细成粉末状（320目）或磨成具有至少一个平整断面的块状。本次试验中采用的是将水泥土样品敲碎，然后用砂纸将样品磨成尺寸为2cm*2cm左右的块状试样。
四、水泥固化土的渗透性的影响因素
1、渗透流体影响
已有研究成果表明，粘土的渗透性不单是受渗透流体的重度和粘滞性影响，而是受整个水-电解质的相互影响，并且这种相互作用的影响的性质和程度，与粘土矿物和电解质溶液的成分及其渗透溶液的极性均有密切的关系。
2、固体颗粒的影响
粘土颗粒对渗透性的影响不像砂粒那样，只是颗粒大小和级配影响土的孔隙大小和分布，而同样有更为复杂的机理粘土颗粒的大小和其矿物成分有一定的关系，而不同矿物成分和周围液相的相互作用和晶格内部的稳定性都不相同，其渗透性也各不相同，而且和交换阳离子成分有关。另外，颗粒表面双电层内吸附水模厚度及其对渗透性的影响也和矿物成分有关。并且粘土颗粒的形状是扁平的，有定向排列作用，使平行于层面和垂直于层面方向的渗透性呈现显著的各向异性性质。
3、孔隙大小及分布—组构的影响
土的结构对渗透系数影响较大，尤其是对粘性土的影响突出。土的组构说明了土中颗粒、粒团及孔隙的分布，与土的工程性质密切相关。土的结构是由单个颗粒及大小不同的粒团组成的组构单元按一定方式排列组成的，各种粒团内部的更小一级的粒团和颗粒也有一定排列方式。
五、结束语
水泥土添加剂的试验研究至关重要，因此，在试验的后续发展中，要不断提高试验人员的试验水平，加强对水泥土添加剂的重视，严格试验体系，促进水泥土添加剂应用水平的提高。
参考文献：
[1]熊大玉，王小虹，混凝土外加剂，北京：化学工业出版社，2012
[2]刘健勇，水泥土搅拌法加固软土地基效果初探，勘察科学技术，2011
[3]候永峰，龚晓南，水泥土的渗透特性，浙江大学学报（工学报），2012