【摘 要】
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沿海地区,尤其是海岛地区,往往需要在高含水率、大孔隙率、低承载力的软土地基上修建上部结构,需要对其固化处理。钢渣研磨成钢渣粉代替部分水泥,加入活性激发剂掺到水泥土中,可改良水泥土的物理力学特性。改良后的水泥土可以应用到海洋工程建设中,促进海洋工程的安全使用,同时为钢渣粉的二次利用开拓更加广阔的空间。本文通过室内试验,主要研究淤泥土在水泥、水泥-钢渣粉以及水泥-钢渣粉-NaOH固化下,经过不同养护龄
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沿海地区,尤其是海岛地区,往往需要在高含水率、大孔隙率、低承载力的软土地基上修建上部结构,需要对其固化处理。钢渣研磨成钢渣粉代替部分水泥,加入活性激发剂掺到水泥土中,可改良水泥土的物理力学特性。改良后的水泥土可以应用到海洋工程建设中,促进海洋工程的安全使用,同时为钢渣粉的二次利用开拓更加广阔的空间。本文通过室内试验,主要研究淤泥土在水泥、水泥-钢渣粉以及水泥-钢渣粉-NaOH固化下,经过不同养护龄期后,分别在高、低浓度氯化钠溶液和蒸馏水溶液中浸泡,同时进行干湿循环侵蚀试验,分析固化土的质量变化率、含水率、无侧限抗压强度、强度变化率、抗压耐蚀系数等指标的变化规律。同时进行了两组对比试验来研究氯盐干湿循环与氯盐长期浸泡之间的关系,分析SO42-对固化土侵蚀劣化与Cl-侵蚀劣化的不同。(1)随着氯盐干湿循环侵蚀作用的进行,水泥固化淤泥土(CS)和水泥-钢渣粉固化淤泥土(CS-SSP)的质量变化率先增加后减小或稳定,水泥-钢渣粉-NaOH固化淤泥土(CS-SSP-A)质量变化率在氯化钠溶液中除了 7天低浓度时,基本先增加后减小最后稳定。(2)随干湿循环次数的增加,在氯化钠侵蚀溶液中,CS和CS-SSP-A固化土试样随侵蚀时间的增加,其含水率先减小后增大,而CS-SSP固化土试样的含水率随干湿循环次数的增加而不断减小。(3)在氯盐干湿循环作用下,养护7天和28天后,CS试样的强度先增加后减小,CS-SSP-A试样的强度先增加后减小再增加。养护60天后CS试样的强度先减小后增加再减小,CS-SSP-A试样强度先减小后增大再减小。而CS-SSP试样的强度养护7天时先减小后增加,养护28天和60天时先增加后减小再增加。CS-SSP-A经养护7天后,其无侧限抗压强度值小于CS的无侧限抗压强度,当养护时间为28、60天时,其强度接近甚至超过CS的无侧限抗压强度,但是CS-SSP的无侧限抗压强度即使养护60天后,其无侧限抗压强度只是CS的一半,表明用钢渣粉代替部分水泥固化淤泥土,必须使用活性激发剂激发钢渣粉的活性,增加水化胶凝物的生成量,提高其无侧限抗压强度,确保固化后的淤泥土强度达到工程设计要求。(4)通过对比试验,CS、CS-SSP试样的质量变化率,在氯盐长期浸泡与氯盐干湿循环之间存在线性函数关系。长期浸泡状态下,试样的强度均大于干湿循环状态下的强度。硫酸盐干湿循环作用下,3种固化土试样的质量变化率均比氯盐干湿循环作用下小,Cl-对试样强度的影响比SO42-小。(5)通过理论分析了氯盐干湿循环对水泥钢渣粉固化土的侵蚀机理。在氯盐溶液中侵蚀时,Cl-侵蚀固化土会生成CaCl2和F’s盐,F’s盐的无胶凝性引起固化土劣化。固化土试样表面的孔隙溶液中的氯化钠在干湿循环作用下,而不断生成结晶,因结晶压力作用,使得固化土试样内部孔隙破坏。在氯盐干湿循环试验中,固化土受到碳化反应和氯盐共同作用,碳化反应使pH降低,会促使F’s盐的溶解;氯盐侵蚀时生成F’s盐,降低了固化土中孔隙的体积,增强了水泥土的密实度,在一定程度上降低了固化土的碳化速度。在氯化钠溶液中时,固化土试样产生的裂纹比在蒸馏水中的少。
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