添加脫硫石膏和赤泥對復(fù)合水泥土性能的影響

索崇嫻，郝雅芬，樊珮閣，溫 浩，董曉強(qiáng)

(太原理工大學(xué)土木工程學(xué)院，太原 030024)

0 引 言

水泥土是將軟土與外加劑進(jìn)行混合，經(jīng)物理化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生凝結(jié)硬化，得到的一種材料強(qiáng)度改善的復(fù)合土[1]。水泥土較混凝土材料而言更加經(jīng)濟(jì)，但在大型工程中水泥用量也比較大，成本偏高，因此許多學(xué)者考慮可以摻其他外加劑，保持材料較好性能的同時，降低水泥用量。其中，脫硫石膏是一種比較常見的外加劑[2]，主要將其與礦渣[3]和粉煤灰[4]等物質(zhì)進(jìn)行聯(lián)合利用，制備膠凝材料及建筑材料[5-6]。

脫硫石膏(Flue Gas Desulphurization Gypsum,FGD)是燃煤電廠產(chǎn)生的含有大量二水硫酸鈣礦物的廢渣[7-8]，呈現(xiàn)一定黏性[9]。赤泥是制備氧化鋁所產(chǎn)生的工業(yè)廢渣[10]，具有比表面積大、顆粒較小、存在一定潛在活性膠凝物質(zhì)等性質(zhì)，可用作建筑材料[11]及礦山充填劑[12]的制備。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)FGD和赤泥之間存在激發(fā)作用，可聯(lián)合利用進(jìn)行固化劑的制備[13-14]。

目前國內(nèi)外對FGD和赤泥的利用率都很低，但其產(chǎn)量和儲量卻在逐年上升。因而本文將這兩種固廢物聯(lián)合利用制備復(fù)合水泥土，研究固廢物對水泥土強(qiáng)度及應(yīng)力-應(yīng)變的復(fù)合影響，以拓寬其在工程中的應(yīng)用。

1 實 驗

1.1 試驗材料

試驗材料照片如圖1所示,水泥(圖1 (a))選用42.5#普通硅酸鹽水泥，F(xiàn)GD(圖1(b))取自太原某電廠，土(圖1(c))取自山西太原某建筑工地。經(jīng)檢測，土粒比重Gs=2.7，液限ωL=25.2%，塑限ωP=15.3%，塑性指數(shù)Ip=9.9，黏粒含量為19.6%，粉粒含量為78.7%，砂粒含量為1.7%。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB 50021—2001(2009版)，可判定為粉土。赤泥(圖1(d))材料為拜耳法赤泥，其塑性指數(shù)Ip=11.9，黏粒含量為59%，粉粒含量為27.3%，砂粒含量為13.7%，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)可知其具有粉質(zhì)黏土性能。……