黃河泥沙基生土材料改性及機理研究

劉俊霞，海然，張磊，李建偉（.中原工學(xué)院 建筑工程學(xué)院，河南 鄭州　450007；.天津城建大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，天津　0084；.河南建筑材料研究設(shè)計院有限責(zé)任公司，河南 鄭州　45000）

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黃河泥沙基生土材料改性及機理研究

劉俊霞1，海然1，張磊2，李建偉3
（1.中原工學(xué)院 建筑工程學(xué)院，河南 鄭州450007；2.天津城建大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，天津300384；3.河南建筑材料研究設(shè)計院有限責(zé)任公司，河南 鄭州450002）

研究無機膠凝材料、有機聚合物和植物纖維3種改性措施對黃河泥沙基生土材料抗壓強度、軟化系數(shù)和微觀結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，采用傳統(tǒng)的振搗成型自然養(yǎng)護工藝，按m（活化泥沙）∶m（無機膠凝材料）∶m（砂）=65∶25∶10配比，再摻加1.8%聚丙烯酸鈣和0.8%黃麻纖維，可制備出抗壓強度達13.9 MPa，軟化系數(shù)為0.88的生土材料；SEM和EDS分析顯示，改性后黃河泥沙顆粒得到良好固結(jié)，拔出黃麻纖維與基體材料粘結(jié)緊密；無機水化產(chǎn)物、有機聚合物和植物纖維協(xié)同作用，形成連續(xù)、半連續(xù)和互相搭接的3套網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，共同固結(jié)強化黃河泥沙。

黃河泥沙；生土材料；生土改性；協(xié)同效應(yīng)

黃河河道淤積泥沙礦物組成主要是石英、長石、方解石和黏土，其化學(xué)組成除硅鋁外，其它組分大致有如下規(guī)律［1］：CaO＞Fe2O3＞MgO＞TiO2＞MnO［1］，有機質(zhì)含量為0.4%～0.8%，pH值為7.5～8.5［2］。顆粒主要為0.005～0.075 mm的粉粒，粉粒含量一般高達80%以上，粘粒不足20%。這造成了黃河泥沙可塑性和抗壓強度低，在工程應(yīng)用方面表現(xiàn)為難以與穩(wěn)定材料形成良好的物理化學(xué)聯(lián)結(jié)，限制了黃河泥沙在生土材料領(lǐng)域的應(yīng)用。

目前，通常利用水泥、石灰、工業(yè)固體廢棄物、有機物、纖維等材料固結(jié)強化生土，改善生土材料的力學(xué)性能和耐水性。……