玄武岩纤维-石灰-火山灰联合固化淤泥的强度特性

作者：范祥^*; 吉恒港; 蒋少武; 邱昌; 丁凡; 袁刚

来源：铁道科学与工程学报, 2023, 20(12): 4613-4624.

DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20230074

• 淤泥
• 含水率
• 劈裂抗拉强度
• 玄武岩纤维加筋

废弃淤泥再利用是绿色施工的重要途径。采用火山灰和生石灰作为固化剂，玄武岩纤维作为加筋材料，对淤泥进行固化处理。通过室内试验，探讨淤泥含水率、固化剂掺入比、纤维加筋率、龄期与无侧限抗压强度(UCS,unconfined compression strength)、劈裂抗拉强度(STS,splitting tensile strength)之间的关系。在干湿循环作用下，分析含水率、固化剂和纤维掺入量对固化土UCS的变化规律。结合X射线衍射(XRD,X-ray diffraction)和电镜扫描(SEM,scanning electron microscopy)，分析固化土的水化产物和纤维加筋作用。力学试验表明：重塑淤泥含水率53.75%、固化剂掺入比15%，得出当生石灰/固化剂(火山灰和生石灰)占比0.5，固化土能获得较高的UCS。劈裂试验得出固化土内掺入0.8%的纤维，能够获得较高的STS。龄期28 d时，掺入0.8%的纤维比未掺入纤维的固化土，UCS和STS分别提升6.5%～28.6%、48.7%～78.6%。随龄期延长，固化土的含水率和孔隙比均有减小的趋势，无侧限抗压强度逐渐增大。经历6次干湿循环，固化土内加入0.8%的纤维比未加入纤维的UCS增加15.8%～59.7%。XRD试验结果表明：固化土体内主要水化产物为氢氧化钙、水化硅酸钙凝胶。固化土经历干湿循环，XRD图谱中出现碳酸钙衍射峰。另外，从SEM图中观察到片状氢氧化钙和纤维状水化硅酸钙，该水化产物能够填充固化土的孔隙。研究成果有助于揭示固化淤泥土强度规律，进而为工程应用提供参考。

• 单位
  公路学院; 长安大学; 中建三局集团有限公司