基于响应面法地质聚合物固化黏土力学性能试验研究

摘要

地质聚合物是一种硬化快、强度高、耐久性好的绿色胶凝材料，通过添加地质聚合物胶凝材料矿渣、电石渣以及碱激发剂CaO、NaHCO₃来进行固化黏土试验研究。影响因素为矿渣掺量、电石渣掺量、碱激发剂掺量，响应值为7、28 d固化土抗压强度，利用Box-Behnken试验，分析获得最优配合比。结果表明：养护龄期7 d时，矿渣掺量影响最大；养护龄期28 d时，碱激发剂掺量影响最大。固化土预测抗压强度和实际抗压强度较为接近，模型可靠性较高。矿渣掺量为17.37%、电石渣掺量为9.31%、碱激发剂掺量为6.51%,7 d龄期抗压强度目标值达到612.97 kPa, 28 d龄期抗压强度目标值达到875.69 kPa。经SEM分析，7 d主要水化产物为絮状C-S-H凝胶，随着养护龄期的增加，絮状C-S-H凝胶逐渐形成了三维网状C-S-H凝胶。随着钙矾石的生成，针状钙矾石和C-S-H凝胶共同填充固化土颗粒间孔隙，使固化土力学性能得到提升。

关键词

矿渣 / 电石渣 / 响应面法 / 地质聚合物