无机材料改良硫酸盐渍土微观机理分析

作者：杨晓华; 王利鑫; 张莎莎; 谢山杰

来源：建筑科学与工程学报, 2023, 40(02): 129-137.

DOI：10.19815/j.jace.2021.09121

• 盐渍土
• 无机材料改良
• 微观机理
• X射线衍射
• 扫描电镜

为了深入探讨无机材料改良硫酸盐渍土的微观作用机理，针对易溶盐含量为1.61%的硫酸盐渍土采用石灰、石灰+粉煤灰、石灰+火山灰3种不同配比的无机材料进行改良，通过化学成分分析试验、X射线衍射试验和扫描电镜试验，研究其改良前后化学、矿物成分变化，并对无机材料改良硫酸盐渍土的微观作用机理及微观结构进行了分析。结果表明：加入改良材料后硫酸根离子含量显著降低，石灰改良土中下降了41.37%,石灰+粉煤灰改良土下降了44.64%,石灰+火山灰改良土中下降了59.75%,有效减少了芒硝的形成，从总含盐量和硫酸根离子含量来看，石灰+火山灰组合改良剂的改良效果最佳；改良前后土中变化最明显的元素是钙元素，石灰改良土中增加了73.28%,石灰+粉煤灰改良土中增加了30.17%,石灰+火山灰改良土中增加了27.59%,钙元素一部分以碳酸钙的形式存在，另一部分以硫酸钙和其他矿物形式存在；改良后土中石英、方解石和碳酸钙的衍射强度增强，低矮的非晶物相增多，盐渍土中矿物成分更加复杂；在改良初期土中有针状结构物生成，说明土中硫酸盐与改良材料发生了反应，随着时间的推移针状物逐渐消失，硫酸根离子含量也进一步降低，土体的整体强度进一步得到加强；改良28 d后盐渍土的表观孔隙率大幅降低，其中石灰改良土下降了53.19%,石灰+粉煤灰改良土下降了54.33%,石灰+火山灰改良土下降了51.14%,土中大孔隙减少，小孔隙增多，孔隙大小变得相对均匀；改良前后粗粒硫酸盐渍土的结构不变，以单粒结构为主，而细粒硫酸盐渍土改良前土颗粒排列方式难以辨认，改良后土颗粒以面面接触为主堆叠在一起。

• 单位
  长安大学; 公路学院; 中铁第四勘察设计院集团公司