淤泥固化用秸秆灰基绿色胶凝材料及其性能表征

摘要

以江汉平原灌溉沟渠清淤淤泥为处理对象，利用改性过硫酸盐水泥(W)与秸秆灰(RSA)复配，开发一种秸秆灰基绿色胶凝材料(记为RW)，并将其应用于淤泥固化。通过28 d无侧限抗压强度测试确定RSA与W的最佳配合比，研究RW掺量对固化淤泥抗压强度、吸水率、软化系数、pH及抗冻性能的影响，并结合X射线衍射(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)分析其微观结构及固化机理。结果表明：RSA与W的最佳质量比为1∶2，此配比下不同掺量试样28 d强度均高于0.50 MPa。单掺W与复配RW均能有效固化淤泥，其中单掺W试样早期强度更高，而复配RW试样后期强度增长更为显著。当掺量为15.0%时，W试样和RW试样90 d强度接近，分别为4.32,4.18 MPa，这主要归因于水泥水化与秸秆灰火山灰反应的协同效应。15.0%掺量的RW试样表现出优异的耐水性与抗冻性，其吸水率低至17.32%，软化系数达0.89；经10次冻融循环后，其强度损失率与质量损失率均为最低，分别为7.27%和4.71%。体系pH随RW掺量和养护龄期增加而逐渐上升，促进了水化产物及火山灰反应产物(如C—S—H和AFt)的生成，从而增强了固化体的结构稳定性。本研究可为绿色胶凝材料在淤泥资源化利用及水利工程护坡建设中的推广应用提供理论依据与技术参考。

关键词

淤泥固化 / 秸秆灰 / 复合胶凝材料 / 无侧限抗压强度 / 吸水率 / 软化系数 / 冻融循环 / 护坡