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本文以砂土作为加固对象,以水泥作为基本固化剂,在水泥土中加入不同剂量的JM-HF灌浆剂、磺化三聚氰胺高效减水剂、生石膏、粉煤灰,进行水泥土的力学性质和微观结构对比分析研究。同时,结合凝结时间试验和流动度试验,研究水泥土的某些基本性能、几种添加剂的作用机理,以及几种添加剂以一定配比混合使用时的作用机理。
本文首先通过先期试验,选定能够改善水泥土性质的添加剂,并通过先期试验确定了适合于本文所要加固土体的水泥掺量、水灰比及添加剂掺量等。经过了先期试验的验证,本文中最终选用JM-HF灌浆剂、磺化三聚氰胺高效减水剂、生石膏和粉煤灰作为改善水泥土性能的添加剂。在正式试验中,本文主要通过基准水泥土无侧限抗压强度试验、单掺添加剂水泥土无侧限抗压强度试验、混掺添加剂水泥土无侧限抗压强度正交试验、水泥浆液流动度试验、水泥浆液凝结时间试验和水泥土扫描电子显微镜及能谱分析试验,分别对7 d、28 d和90 d龄期的各种水泥土进行了研究。通过对以上试验成果研究分析发现:自然养护的水泥土,其强度要高于密闭养护的水泥土,但是随着龄期的增长,不同养护条件下水泥土强度的差异会越来越小,这种差异也会随着水泥掺入量的增加而减小;JM-HF灌浆剂能够有效的改善水泥土的流动性能,并且它还能促进水泥水化反应的进程,通过扫描电子显微镜发现,掺入JM-HF灌浆剂后,水泥土中能够生成大量的水化产物,而这些水化产物结晶均匀的填充在土体颗粒、水泥颗粒以及土体与水泥的间隙里,同时,这些水化生成物交织成的空间网架结构把这些颗粒连接在一起,增加了水泥土微观结构的整体性和刚度;磺化三聚氰胺高效减水剂在掺量不超过2%时,能够有效的提高水泥土的强度,但是当其掺量超过5%时则会影响水泥土强度的发育;在掺入生石膏后,水泥土中生成了大量的水化硅酸钙结晶和钙矾石结晶,这些结晶致密的交织在一起,牢固的把土体颗粒、水泥颗粒以及土体与水泥颗粒联结在一起,大大的提高了水泥土的强度;粉煤灰能够有效的改善水泥土的强度,但是在水泥土中,粉煤灰存在一个最优掺量,在该掺量下,粉煤灰对水泥土强度的提高效率最高。