宝钢技术发展中心研制的土体固结粉介绍

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　　　1、引言

　　在多层住宅的地基加固、深基坑的临时性围护结构和止水帷幕、水利工程的护堤等工程中，常用搅拌桩、旋喷桩的施工方法，将普通水泥与粘土强制搅拌，形成有一定强度的柱体，以提高地基的承载力和围护结构、护堤的挡土挡水性能。在道路工程的基层和底基层中，往往在粘土中拌和加入石灰，以提高土路基的承载力。但是，现有的普通水泥、石灰等固化材料加固粘土的强度偏低，尤其在沿江、沿湖、沿海和暗浜较多的软土地基地区，土体的含水量很高，传统的固化材料加固土体的效果不理想，是造成诸如住宅楼沉降过大、基坑开挖边坡塌方等许多工程事故的主要原因之一。此外，旋喷桩、SMW工法等施工工艺的水灰比大，将天然土的含水量提高至70％以上，削弱了加固土的强度。因此，有必要研制出一种加固土强度高、适用于加固高含水量粘土的新型土体固化材料。　　2、室内试验

　　针对粘土颗粒呈疏松多孔结构、缺乏有机联系的特点，应从改善孔结构和粘结土颗粒两方面出发，来提高加固土的强度。而普通水泥自身水化产生的水化硅酸钙和水化铝酸钙等水化产物、石灰与土颗粒缓慢反应产生的结晶度较差的水化硅酸钙和水化铝酸钙等水化产物，均只起到粘结土颗粒的作用，未能有效改善孔结构。本项目将数千种配比的固化粉，用于各种典型土质，进行大量土工试验，经优化筛选，最终研制出的土体固结粉，含有大量活性硅铝质矿物组分，在外加剂高效激发的化学作用和超细粉磨的物理作用下，可在粘土中产生大量填充孔结构和粘结土颗粒的水化产物。土体固结粉加固土的无侧限抗压强度、三轴抗剪强度、变形模量、压缩系数、渗透系数等土工性能指标均远优于普通水泥加固土的性能指标，具有显著的优势。
　　加固土的无侧限抗压强度是设计中最常用的参数。表1列出土体固结粉加固土和425＃普通水泥加固土的无侧限抗压强度对比试验结果。加固土试件制备方法按《地基处理技术规范》之《室内水泥土抗压强度试验》，试件土工性能试验方法按《土工试验方法标准》。 两种固化材料不同龄期加固土的无侧限抗压强度对照表 表1

龄期天	水灰比μ=0.45	土体固结粉加固土无侧限抗压强度				425#普通水泥加固土无侧限抗压强度(单位：kPa)
	掺量aw=13%	淤泥质粉质粘土		褐黄色粉质粘土	砂质粉土	淤泥质粉质粘土		褐黄色粉质粘土	砂质粉土
	含水量	45%	55%	35%	35%	45%	55%	35%	35%
3	试验值	1021.6	830.5	1450.7	1975.6	327.5	203.9	430.3	372.3
7		1808.4	1066.8	2228.5	2787.9	509.2	292.8	691.8	547.3
14		2739.2	1654.2	3364.7	4012.2	752.8	521.7	949.3	1098.9
28		3690.9	2264.7	4233.2	5229.9	1072.8	685.3	1376.7	1478.7
60		4023.9	2709.6	4606.1	5473.2	1172.0	851.3	1541.4	1540.1
90		4537.3	3240.8	5013.2	5715.7	1360.5	895.6	1590.2	1714.4
420		6737.7	3325.2	8898.3	8443.4	2185.2	1335.0	3343.9	2669.2

　　由表1可知，从3天龄期到420天龄期，对于各种典型土质，土体固结粉加固土的无侧限抗压强度均是普通水泥加固土强度的3－5倍；土体固结粉加固土的早期强度较高，3天强度即可达到和超过水泥土28天的强度，并且后期强度增长也非常明显；较高含水量淤泥质粉质粘土的土体固结粉加固土的无侧限抗压强度是较低含水量淤泥质粉质粘土的水泥土的无侧限抗压强度的2倍以上。因此，使用土体固结粉加固粘土，具有早强、高强、适用于加固高含水量土体的特点。
　　表2列出土体固结粉加固土和425＃普通水泥加固土的三轴抗剪强度对比试验结果。 两种固化材料不同龄期的加固土三轴抗剪强度对照表 表2

龄期天	水灰比μ=0.45	土体固结粉加固土三轴抗剪强度				425#普通水泥加固土三轴抗剪强度(单位：kPa)
	掺量aw=13%	淤泥质粉质粘土		褐黄色粉质粘土	砂质粉土	淤泥质粉质粘土		褐黄色粉质粘土	砂质粉土
	含水量	45%	55%	35%	35%	45%	55%	35%	35%
14	Cu	1120	1050	1500	1800	290	180	500	550
	ju	1o	1.5o	2o	1o	0.5o	1o	1o	0.5o
28	Cu	1200	1100	2150	2300	300	180	650	700
	ju	1o	1o	3o	1o	0.5o	0.5o	1o	0.5o
90	Cu	1400	1200	2500	2800	320	210	800	800
	ju	2o	1o	3o	3o	1o	0.5o	1o	1o

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