粉煤灰改性碱渣土的胶结特性与冻融机制

摘要

为促进碱渣和粉煤灰的综合利用,将两种材料合成粉煤灰改性碱渣土用于回填工程.通过界限含水率、击实、三轴和冻融循环试验,采用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜-能谱和X射线衍射测试手段,研究改性碱渣土的胶结特性和冻融机制.结果表明,改性碱渣土的最优含水率随着粉煤灰掺量增大呈先减后增趋势,在粉煤灰质量分数为50%时出现最小值.以水化硅酸钙为主的产物凝胶使得改性碱渣土28d抗剪强度在粉煤灰质量分数为50%时达到最大值.养护龄期对改性碱渣土冻融机制影响显著.冻融循环过程中,改性碱渣土在负温下水化硅(铝)酸钙(C-(A)-S-H)冻结,正温下C-(A)-S-H凝胶恢复胶结性;水分向冻结边缘迁移,试样表面反复出现冰结而使得微裂缝向内部逐渐扩展,直到土样发生膨胀,抗剪强度降低;同时在正负温交替作用下有微量CaSO_4和CaSO_4·0.5H_2O晶体析出.