固化氯盐渍土中AFm系盐生成条件及AFm系盐形成过程对固化土结构和性能的影响机理

我国有大面积以Cl-为主且含SO42-等多种离子的高含盐量氯盐渍土，工程建设时需对其处理，用固化剂固化盐渍土是重要的处理方法，现有固化剂不适用于盐渍土固化。申请者研究发现：土中氯盐与固化剂反应生成AFm系水化物- - 氯铝酸钙可显著提高固化土强度。由此提出"利用土中盐分作为固化剂组成"的固化剂设计思想，为实现此目的，拟采用液相化学分析和XRD、SEM等测试方法、固化土强度试验等进行以下基础研究：固化氯盐渍土中Cl-、SO42-等多种离子存在的环境下，氯铝酸钙及其它AFm系水化物产生并稳定存在的条件；各离子浓度变化对AFm系水化物的生成过程及稳定性的影响；AFm系水化物的生成动力学过程及其对固化土结构和性能的影响，AFm系水化物与固化剂产生的水化硅酸钙等其它水化物生成过程的协调性和调控方法；含AFm系水化物的固化土的力学性能及耐久性；在此基础上提出"利用土中盐分作为固化剂组成"的固化剂设计方法。

提出“利用土中盐分作为固化剂组成"的固化剂设计思想”。为实现此设计思想，本项目进行了如下研究：.（1）研究了常见的盐渍土含盐种类及含量对AFm系生成及稳定存在的影响；.（2）根据含盐种类及含量对AFm系形成及稳定的影响，提出了针对盐渍土固化剂设计的优化方法与原则；.（3）采用优化后的固化剂固化盐渍土可大幅度提高固化剂的固化效率；.（4）首次研究了固化盐渍土的耐久性问题；.（5）首次提出了固化盐渍土作为路基的施工工艺、质量控制等。.研究表明：.（1）随着氯盐用量的增加，会增加AFm系的生成量；PH值对于AFm系盐的生成及稳定性有重要影响，当PH值大于11时，AFm系盐能够稳定生成和存在，随着PH值的降低，AFm会逐渐分解，当PH值小于9.7时，AFm系盐完全消失；当有硫酸盐存在时，AFm系盐的成分会形成水化氯铝酸钙和水化硫铝酸钙共存的形式；当有碳酸盐存在时，AFm系盐会形成水化氯铝酸钙和水化碳铝酸钙共存的形式；镁盐会使AFm系盐部分转化为次氯酸钙。）.（2）在固化盐渍土时，掺加氢氧化钙，提高固化土样的碱度可大幅度提高固化土强度；对于盐渍土中氯离子浓度低于2%的土样，掺加水泥+碱+铝酸盐；但当土样中含氯盐高于2%时，应适当降低固化剂中铝酸盐的掺量；当土样中含有硫酸盐和碳酸盐时，对固化盐渍土强度有提高作用。这也是本研究中提出的优化设计固化剂的方法和原则。.（3）固化盐渍土试验结果表明，根据这些方法和原则进行固化剂设计，可有针对性的对盐渍土进行有效固化，提高固化土，进而提高固化剂的固化效率，在一定程度上可节约固化盐渍土的成本。.（4）首次进行了固化盐渍土的耐久性试验，并提出了固化盐渍土的干湿循环试验和冻融试验方法； .（5）将本项目的研究成果应用于唐山市曹妃甸滨海大道工程中。首次提出固化盐渍土作为路基工程的施工工艺、质量控制等方法，现场检测结果表明，采用优化后的固化剂进行固化盐渍土作为路基，可取得较好的固化效果和经济效益。