多源固废协同制备土壤固化剂及固化机理

摘要

为实现冶金固废材料的高值化、规模化利用，采用冶金固废材料（高炉矿渣、粉煤灰、电石渣、石膏）协同制备土壤固化剂，通过正交配比优化试验研究不同固废材料对固化土力学性能的影响并获取最优的参数配方。系统研究固废基固化剂（SWC）固化土的力学性能（无侧限抗压强度、劈裂强度、延迟成型）和耐候性能（水稳定性、冻融循环），并与PO 42.5硅酸盐水泥（OPC）进行对比。结果表明，电石渣对固化剂体系起到重要作用，合理的石膏掺量对强度增长有积极作用；固化土的强度随SWC掺量和养护龄期的增加而增大，4%掺量下的固化土7 d无侧限抗压强度大于1 MPa，劈裂强度与OPC固化土基本相当；SWC固化土表现出更久的施工容许延迟时间，拌和后12 h内强度无下降趋势；掺量大于5%时水稳定系数大于90%，同掺量下抗冻系数与水泥相比提高3%～5%，具备良好的水稳定性与抗冻性；X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析表明，SWC固化土在水化过程中会生成膨胀性水化产物钙矾石（AFt）和硅酸钙（C-S-H），钙矾石晶体对改善固化土的劈裂强度和抵抗开裂变形能力提高作用显著。

关键词

道路工程 / 固化剂 / 力学性能 / 固化土 / 工业固废