海相淤泥轻质固化土的原位化学发泡法制备与性能表征

摘要

以矿物基胶凝材料为固化剂、铝粉膏为发泡剂，采用原位发泡法制备海相淤泥轻质固化土，研究固化剂掺量（1∶10～1∶4）、发泡剂掺量（0.025%～0.100%）及水灰比（0.6～1.2）对试样无侧限抗压强度、容重、吸水率、软化系数等性能指标的影响规律，并借助X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）等表征技术，探讨材料的微观结构演变过程与固化机理。结果表明：提高固化剂掺量可促进铝粉的发气反应，形成更发达的孔隙结构，使材料容重降至0.75 t/m³的同时，无侧限抗压强度提升至1.06 MPa；而增加发泡剂掺量和提高水灰比则会导致材料容重和无侧限抗压强度同步下降。在最优配比条件下（固化剂掺量为1∶4、发泡剂掺量为0.100%、水灰比为1.0）,28 d试样表现出优异的综合性能，无侧限抗压强度为1.06 MPa、容重为0.75 t/m³、软化系数为0.84。性能提升的主要原因在于，固化剂水化反应生成的水化硅酸钙（C—S—H）和钙矾石（AFt）等交织成网状结构，既可有效黏结颗粒又可合理调控孔隙分布，从而实现了轻质化与力学性能的协同强化。本研究为填海造陆工程中软土地基加固材料的研发提供了重要参考。

关键词

海相淤泥 / 固化土 / 胶凝材料 / 无侧限抗压强度 / 容重 / 原位发泡 / 地基沉降 / 固废利用