邵 俐，李佩青，王彬杰

(上海理工大學(xué) 環(huán)境與建筑學(xué)院，上海 200093)

0 引言

高爐礦渣微粉(ground granulated blast furnace slag，簡(jiǎn)稱GGBS)作為一種工業(yè)副產(chǎn)品，具有與水泥相似的膠凝性能，且具有穩(wěn)定性好、活性高、成本低等優(yōu)點(diǎn)[1-3]，因此可被用來(lái)代替波蘭特水泥進(jìn)行軟土固化。高爐礦渣微粉發(fā)生水化反應(yīng)產(chǎn)生的水化硅酸鈣(CSH)和水化鋁酸鈣(CAH)能夠使松散的土顆粒膠結(jié)，從而提高固化土的塑性指數(shù)和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度[4-5]。

由于軟土的強(qiáng)度低、孔隙比大等特性，僅添加GGBS的固化土耐久性和力學(xué)性質(zhì)較差，且其本身的水化速度慢[6-7]，不足以滿足工程需要。許多學(xué)者進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，研究表明在添加GGBS的基礎(chǔ)上，再加入Na2CO3，NaOH，CaO或MgO等堿性激發(fā)劑能夠有效地加速其水化反應(yīng)，顯著提高軟土的抗壓強(qiáng)度、降低孔隙體積和滲透系數(shù)[4,8-9]。Song等[10]通過(guò)試驗(yàn)改變礦渣/堿激發(fā)劑的比例，提高了固化土28 d的抗壓強(qiáng)度。Wentao Li等[11]對(duì)比發(fā)現(xiàn)相比于水泥固化，MgO-GGBS的固化效果更好，且所造成的膨脹性更小。

復(fù)雜的氣候環(huán)境會(huì)影響軟土的固化效果。周梅等[12]研究發(fā)現(xiàn)地質(zhì)聚合物膠砂強(qiáng)度受養(yǎng)護(hù)溫度的影響較大，尤其對(duì)早期強(qiáng)度影響顯著。Tebaldi[13]等對(duì)不同凍融循環(huán)次數(shù)下石灰改性土的試驗(yàn)表明隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，土體強(qiáng)度逐漸下降，而在10次循環(huán)后逐漸趨于穩(wěn)定。董慧等[14]通過(guò)研究?jī)鋈谒嗤涟l(fā)現(xiàn)凍融水泥土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加逐漸減小且凍融前后水泥土的應(yīng)力應(yīng)變曲線均呈應(yīng)變軟化型?？骂５萚15]研究發(fā)現(xiàn)凍融循環(huán)作用使固化淤泥土的內(nèi)摩擦角和黏聚力減小，塑性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈云茐?，從而?dǎo)致強(qiáng)度低、承載能力差。吳王意[16]對(duì)改性濱海水泥土進(jìn)行凍融循環(huán)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)凍融循環(huán)對(duì)其強(qiáng)度有劣化作用，且主要發(fā)生在前期。吳燕開(kāi)等[17]采用水泥、鋼渣粉和NaOH改良膨脹土發(fā)現(xiàn)外摻料的水化作用能夠產(chǎn)生膠凝物質(zhì)，從而使膨脹土顆粒變得密實(shí)且凍融循環(huán)作用下，體積變化率降低。

目前關(guān)于GGBS在堿性激發(fā)劑促進(jìn)下固化土體的研究有很多，且有研究表明石膏硫酸鹽能夠提高堿激發(fā)劑對(duì)GGBS活性的影響，使其強(qiáng)度進(jìn)一步提高[18]，但大多數(shù)的研究都停留在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下。本研究考慮到溫度變化對(duì)堿激發(fā)高爐礦渣固化土特性的影響，利用復(fù)合激發(fā)劑激發(fā)原理，采用高爐礦渣微粉輔以石灰作為堿性激發(fā)劑并外摻石膏和硫酸鈉的方法對(duì)上海地區(qū)軟土進(jìn)行固化處理，通過(guò)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、X射線衍射(XRD)試驗(yàn)和掃描電鏡(SEM)試驗(yàn)，研究了標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)和凍融養(yǎng)護(hù)兩種條件下固化土的強(qiáng)度特性，對(duì)比分析凍融循環(huán)養(yǎng)護(hù)條件對(duì)其特性的影響，并通過(guò)XRD試驗(yàn)和SEM試驗(yàn)探究其微觀機(jī)理。

1 試驗(yàn)方案與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用的軟土取自上海地區(qū)，其基本物理性質(zhì)如表1所示。

表1 土體的基本物理性質(zhì)Tab.1 Basic physical properties of soil

圖1 土體的粒徑分析Fig.1 Particle size analysis of soil

土體的顆粒級(jí)配用BT-9300Z型激光粒度分布儀測(cè)得(如圖1)。所用礦渣為標(biāo)號(hào)S105的礦渣微粉，石灰為分析純CaO，材料的具體化學(xué)成分如表2所示，所用外摻劑石膏和硫酸鈉均為分析純?cè)噭?/p>

表2 材料的化學(xué)組成成分Tab.2 Chemical compositions of materials

1.2 試驗(yàn)方案

為研究?jī)鋈谘h(huán)養(yǎng)護(hù)條件對(duì)添加外摻劑固化軟土強(qiáng)度特性的影響，本試驗(yàn)采用4種摻入方案，分別為單摻GGBS，Lime+GGBS，Lime+GGBS+石膏，Lime+GGBS+硫酸鈉。固化劑(GGBS，Lime+GGBS)的總摻入量均為干土質(zhì)量的20%，且經(jīng)過(guò)前期的試驗(yàn)研究，Lime與GGBS的最佳配合比為6∶14，石膏硫酸鹽外摻劑的摻量為固化劑的5%。為了與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件形成對(duì)比，各摻量組別設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)及凍融循環(huán)養(yǎng)護(hù)兩類養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)7，14，28，60，90，120 d。具體試驗(yàn)方案如表3所示。

表3 兩種養(yǎng)護(hù)條件試驗(yàn)對(duì)比Tab.3 Comparison of 2 curing conditions

1.3 試驗(yàn)方法

固化土試樣制作過(guò)程：(1)將現(xiàn)場(chǎng)所取的軟土放入105 ℃恒溫干燥箱中烘干8 h后，進(jìn)行粉碎并過(guò)0.5 mm篩；(2)按照42%的天然含水率計(jì)算并稱取所需干土、固化劑、外摻劑和水的質(zhì)量；(3)將干土與稱取好的干燥的固化劑及外摻劑攪拌均勻后加入定量的水進(jìn)行拌和；(4)將拌和均勻后的土分層裝入直徑為39.1 mm，高度為80 mm的圓柱形模具中，通過(guò)分層振搗后將表面刮平成型；(4)蓋上塑料薄膜，48 h后脫模并放入塑料密封袋中，并進(jìn)行標(biāo)號(hào)。為了減小試驗(yàn)誤差，每組試驗(yàn)做3個(gè)平行樣，試驗(yàn)結(jié)果取其各組的平均值。

養(yǎng)護(hù)過(guò)程：為研究?jī)鋈趯?duì)固化效果的影響，試驗(yàn)中分兩類養(yǎng)護(hù)條件，第1類試塊放入恒溫恒濕標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，設(shè)置養(yǎng)護(hù)溫度為18～22 ℃，控制相對(duì)濕度≥95%；第2類在凍融條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，所用儀器為WGD501凍融試驗(yàn)箱，凍融循環(huán)養(yǎng)護(hù)溫度范圍為-10～30 ℃，設(shè)置程序在1 h 內(nèi)升溫至30 ℃并保持此溫度2 h，然后1 h降溫至-10 ℃并保持此溫度2 h，至此為一個(gè)凍融循環(huán)。養(yǎng)護(hù)齡期分別為7，14，28，60，90，120 d。

試樣養(yǎng)護(hù)到預(yù)定齡期后進(jìn)行以下試驗(yàn)：(1)根據(jù)《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E40—2007)進(jìn)行試樣的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。(2)對(duì)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)破壞后的小塊樣品進(jìn)行真空冷凍干燥預(yù)處理，為了消除土中水分對(duì)試驗(yàn)的影響，用國(guó)產(chǎn)LGJ-10D型冷凍干燥機(jī)對(duì)土樣進(jìn)行脫水處理，確保含水率降至1%以下，以保證成像效果。選取干燥處理后的樣品中含有較好自然斷裂面的小薄片用手輕輕掰成約為10 mm ×10 mm ×5 mm的方片，在其表面均勻連續(xù)地噴鍍厚度為10～20 nm的金膜后進(jìn)行SEM試驗(yàn)。(3)對(duì)固化土破碎較好的部分進(jìn)行烘干后碾壓過(guò)0.075 mm篩，得到均勻粉末進(jìn)行XRD試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度

圖2(a)為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下固化土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨養(yǎng)護(hù)齡期的變化規(guī)律，可以看出隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增加，固化土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不斷增大。單摻GGBS固化土強(qiáng)度隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增加呈線性增長(zhǎng)，且60 d前的增長(zhǎng)速率大于60 d后，其主要原因是隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行，后期GGBS含量減少，從而造成強(qiáng)度增長(zhǎng)速率降低。GGBS+Lime固化土的強(qiáng)度在28 d前有大幅提升(28 d強(qiáng)度為5 148.8 kPa)，這表明Lime提供的堿性條件可使GGBS表現(xiàn)出明顯的水硬性能，同時(shí)石灰與水反應(yīng)生成的Ca(OH)2與礦渣中的活性SiO2，Al2O3作用生成CSH和CAH凝膠[19]，將土顆粒包裹、膠結(jié)，有效地提高土體的抗壓強(qiáng)度。在此基礎(chǔ)上加入石膏或硫酸鈉可以進(jìn)一步增強(qiáng)土體抗壓強(qiáng)度(120 d強(qiáng)度分別由7 018.9 kPa提高至8 371.8 kPa，7 902.3 kPa)，說(shuō)明高爐礦渣自身的活性較低，堿性條件和石膏硫酸鹽能激發(fā)礦渣的活性，促進(jìn)其水化反應(yīng)，使得固化土強(qiáng)度大幅提高。比較添加石膏和硫酸鈉的兩種情況，可以看出添加石膏的效果略優(yōu)于硫酸鈉，主要原因在于石膏在這個(gè)體系中不僅能夠起到堿激發(fā)劑的作用，同時(shí)還可作為強(qiáng)度增強(qiáng)劑，提高固化土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度[17]。圖2(b)為凍融養(yǎng)護(hù)條件下無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨齡期的變化規(guī)律，由圖可知：其無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)規(guī)律與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下的固化土相似，但凍融循環(huán)條件下試樣的強(qiáng)度均有不同程度的降低。

圖2 固化土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度與齡期的關(guān)系Fig.2 Relationships between unconfined compressive strength of solidified soil and curing period

圖3 兩種養(yǎng)護(hù)條件下固化土的強(qiáng)度對(duì)比Fig.3 Comparison of strengths of solidified soil under 2 curing conditions

圖3為兩種養(yǎng)護(hù)條件下固化土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度對(duì)比圖，從圖中可以看出，在7 d時(shí)(如圖3(a)所示)凍融養(yǎng)護(hù)對(duì)各組固化土的影響較小，單摻GGBS組甚至出現(xiàn)凍融循環(huán)養(yǎng)護(hù)提高固化土強(qiáng)度的現(xiàn)象，這主要是因?yàn)榍捌谕馏w的含水量較大，高爐礦渣能與土中水充分接觸且30 ℃的條件下在一定程度上促進(jìn)了其水化反應(yīng)，同時(shí)在冷凍過(guò)程中土體內(nèi)部發(fā)生凍脹，使其產(chǎn)生微裂縫，水分?jǐn)U散加快使水進(jìn)入土體內(nèi)部與未完全水化的GGBS進(jìn)一步發(fā)生水化反應(yīng)，產(chǎn)生膠凝物質(zhì)填充微裂縫和顆粒孔隙，一定程度上彌補(bǔ)了土體的強(qiáng)度的損失，因此強(qiáng)度相差不大。但是這種填充效果并不是一直進(jìn)行的，隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增加(如圖3(b)～(f))，固化土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度在凍融循環(huán)條件下明顯降低，分別下降了22.4%，54.1%，51.6%，48.0%，其原因是隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增加，高爐礦渣水化反應(yīng)逐漸完全，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下強(qiáng)度較大，而凍融循環(huán)時(shí)土中水凍結(jié)膨脹使得土顆粒重新排列，微裂隙不斷增多，破壞了固化土原本的結(jié)構(gòu)，同時(shí)凍融循環(huán)次數(shù)的增加使其對(duì)水化反應(yīng)的抑制作用增強(qiáng)，產(chǎn)生了破壞作用。

圖4為強(qiáng)度變化率(凍融養(yǎng)護(hù)條件下固化土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下固化土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度之比)與齡期之間的關(guān)系。凍融循環(huán)對(duì)試樣無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度影響越大，強(qiáng)度變化率越偏離1。從圖中可以看出，隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增加，強(qiáng)度變化率減小，說(shuō)明凍融循環(huán)次數(shù)增加，對(duì)各試樣的影響增大。4組對(duì)比，GGBS組的強(qiáng)度變化率最小，說(shuō)明其受凍融循環(huán)影響大；石膏硫酸鹽的加入，能夠在一定程度上降低凍融循環(huán)的影響，且Lime+GGBS+硫酸鈉一組的強(qiáng)度變化率均大于Lime+GGBS+石膏，說(shuō)明加入硫酸鈉對(duì)凍融循環(huán)作用的抵抗性更強(qiáng)。兩種養(yǎng)護(hù)條件下無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的對(duì)比(見(jiàn)圖2)，凍融條件下加入硫酸鈉的強(qiáng)度反高于添加石膏固化土，也證明添加硫酸鈉能更好地抵抗凍融循環(huán)的影響。

圖4 強(qiáng)度變化率與齡期關(guān)系Fig.4 Relationship between change rate of strength and curing period

2.2 應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系

圖5為養(yǎng)護(hù)60 d時(shí)固化土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。由圖可知，固化土的應(yīng)力應(yīng)變曲線可以分為4個(gè)階段：彈性階段、塑性階段、強(qiáng)度屈服階段和應(yīng)力衰減階段。在土體中單摻GGBS時(shí)，土體彈性階段斜率較小，而當(dāng)土體中同時(shí)摻入石灰和高爐礦渣時(shí)，彈性階段的斜率增加，說(shuō)明其水化反應(yīng)產(chǎn)物的膠結(jié)作用提高了固化土的彈性模量。各組固化土的破壞應(yīng)變均處于1.5%～4%之間，均屬于應(yīng)變軟化型破壞，且加入復(fù)合激發(fā)劑時(shí)，破壞應(yīng)力增大而破壞應(yīng)變減小，主要是由于高爐礦渣水化反應(yīng)產(chǎn)生的CSH和CAH凝膠的連接作用阻礙了裂隙的發(fā)展。

圖5 養(yǎng)護(hù)60 d的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系Fig.5 Stress-strain relationship after curing for 60 days

兩種養(yǎng)護(hù)條件下固化土的破壞應(yīng)變圖如圖6所示，可以看出兩種養(yǎng)護(hù)條件下隨著齡期的增加，各組固化土的破壞應(yīng)變均減小，說(shuō)明GGBS發(fā)生水化反應(yīng)產(chǎn)生凝膠增強(qiáng)了土顆粒間的黏結(jié)作用，結(jié)構(gòu)相對(duì)有韌性。對(duì)比圖6(a)，(b)，可以看出凍融養(yǎng)護(hù)條件下固化土的破壞應(yīng)變相對(duì)較高，主要原因是凍融循環(huán)抑制了水化反應(yīng)，使得產(chǎn)生的膠凝物質(zhì)減少，同時(shí)土中水的凍脹作用在一定程度上破壞了固化土的膠凝結(jié)構(gòu)，改變了固化土的結(jié)構(gòu)，抵抗土體變形的能力降低。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，添加石膏固化土的破壞應(yīng)變更小，說(shuō)明在石膏的作用下高爐礦渣產(chǎn)生的膠凝物質(zhì)更多，結(jié)構(gòu)更有韌性；而對(duì)比凍融養(yǎng)護(hù)條件下各組固化土的破壞應(yīng)變可以看出，添加硫酸鈉后的破壞應(yīng)變小于添加石膏的固化土，進(jìn)一步說(shuō)明添加硫酸鈉能夠抵抗凍融循環(huán)的影響。

圖6 兩種養(yǎng)護(hù)條件下固化土的破壞應(yīng)變曲線Fig.6 Curves of damage strain of solidified soil under 2 curing conditions

2.3 掃描電鏡(SEM)分析

圖7為各組固化土試樣養(yǎng)護(hù)60 d后放大10 000倍的掃描電鏡圖，可以看出單摻GGBS中雖然存在無(wú)定型凝膠相產(chǎn)物，但仍有較多的孔隙存在，土顆粒間黏結(jié)效果弱，土體結(jié)構(gòu)仍較松散，而其他3組固化土中堿性環(huán)境的存在，使得高爐礦渣的水化反應(yīng)程度提高，土體結(jié)構(gòu)比較緊密，孔隙較少，且存在大量的纖維狀水化產(chǎn)物，土顆粒間有明顯的的針狀物連接，顆粒表面有絮狀物包裹，使得土體形成黏聚體，因而無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度高。對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)和凍融養(yǎng)護(hù)條件下的SEM圖，以圖7(c)為例可以看出標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下固化土的結(jié)構(gòu)致密均一，整體性好，無(wú)明顯的大孔隙。而凍融養(yǎng)護(hù)條件下土顆粒較為破碎，生成的凝膠物質(zhì)比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下少且孔隙相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下較多，同時(shí)可以看出仍有較多的高爐礦渣存在，說(shuō)明其水化不充分。主要是因?yàn)閮鋈谘h(huán)條件下土中水凍結(jié)，影響了火山灰反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致高爐礦渣微粉的水化反應(yīng)程度降低。且土體發(fā)生凍脹，破壞了土骨架結(jié)構(gòu)，土體中存在較多孔隙，使其固化土的強(qiáng)度遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下土體的強(qiáng)度，與前面分析無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的情況相符。

圖7 齡期60 d的各組固化土的SEM照片F(xiàn)ig.7 SEM images of solidified soil after curing for 60 days

2.4 X射線衍射(XRD)分析

圖8 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)60 d各組固化土與原狀土的XRD衍射圖Fig.8 X-ray diffractograms of different groups of solidified soil and undisturbed soil after standard curing for 60 days

為探究土體固化后的物相含量組成，對(duì)各組土進(jìn)行XRD試驗(yàn)，并利用Jade軟件找出主要產(chǎn)物并標(biāo)注物相相應(yīng)的峰。圖8為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)60 d后各組土與原狀土的XRD衍射對(duì)比圖，可以看出原狀土中的主要物質(zhì)為石英(SiO2)，還有鈉長(zhǎng)石(NaAlSi3O8)、鈣鋁黃長(zhǎng)石(CaAl2Si2O8)、高嶺石(Al2SiO5)等黏土礦物質(zhì)。在單摻GGBS情況下，僅檢測(cè)出少量的水化硅酸鈣(C-S-H)；在此基礎(chǔ)上加入Lime為其提供堿性環(huán)境，高爐礦渣微粉水化反應(yīng)加劇，消耗了大量SiO2使其衍射峰值降低，同時(shí)反應(yīng)生成水化硅酸鈣凝膠(C-S-H)和水化硅鋁酸鈣凝膠(C-A-S-H)；石膏和硫酸鈉的加入并沒(méi)有明顯改變水化生成物的物相種類，但隨著SiO2含量的減少，凝膠的生成量增多，增加了土顆粒之間的黏結(jié)性，這是導(dǎo)致固化土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度提高的主要原因。

圖9為凍融養(yǎng)護(hù)60 d時(shí)各組固化土的XRD衍射圖，可以看出在凍融循環(huán)的作用下，水化硅酸鈣(C-S-H)和水化硅鋁酸鈣凝膠(C-A-S-H)的衍射峰數(shù)量少且峰值均低于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下的衍射峰值，而SiO2、鈉長(zhǎng)石等的衍射峰值相對(duì)較高。主要由于凍融循環(huán)作用會(huì)抑制高爐礦渣微粉的水化反應(yīng)，使得參與反應(yīng)的SiO2的消耗量減少，水化產(chǎn)物的生成量較少，故而固化土的強(qiáng)度相對(duì)較低。

圖9 凍融養(yǎng)護(hù)60 d各組固化土的XRD衍射圖Fig.9 X-ray diffractograms of different groups of solidified soil after freeze-thaw cycle curing for 60 days

3 結(jié)論

本研究在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)和凍融養(yǎng)護(hù)兩種條件下，針對(duì)摻加4種不同固化劑的固化土強(qiáng)度和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。主要有以下幾個(gè)結(jié)論：

(1)GGBS自身的活性較低，單獨(dú)固化軟土的效果較差，但在Lime提供的堿性環(huán)境下，能夠很好地發(fā)生水化反應(yīng)，增強(qiáng)土體強(qiáng)度。石膏和硫酸鈉作為外摻劑，可以進(jìn)一步促進(jìn)高爐礦渣的水化反應(yīng)，同時(shí)石膏還能夠起到強(qiáng)度增強(qiáng)劑的作用，效果略優(yōu)于硫酸鈉。

(2)兩種養(yǎng)護(hù)條件下，固化土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度均隨齡期的增長(zhǎng)而增大。在凍融養(yǎng)護(hù)條件下，養(yǎng)護(hù)初期由于土中水含量較大、凍融循環(huán)次數(shù)較少，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下相差不大。但隨著養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增長(zhǎng)，各組固化土強(qiáng)度均低于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下的土體強(qiáng)度，說(shuō)明凍融循環(huán)抑制了高爐礦渣的水化反應(yīng)，且對(duì)固化土的結(jié)構(gòu)造成破壞。

(3)在軟土中加入復(fù)合激發(fā)劑后，土體的彈性模量增加，破壞應(yīng)變減小，破壞應(yīng)力增大。由于凍融循環(huán)抑制了GGBS的水化反應(yīng)，其破壞應(yīng)變相較于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下較大。兩種養(yǎng)護(hù)條件下，各組固化土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系均為應(yīng)變軟化型。

(4)GGBS在Lime提供的堿性環(huán)境下發(fā)生水化反應(yīng)產(chǎn)生大量CSH和CAH凝膠，增強(qiáng)土顆粒間的黏結(jié)作用，顆粒表面有絮狀物包裹，黏結(jié)成為整體，使結(jié)構(gòu)更加致密。養(yǎng)護(hù)齡期越長(zhǎng)，土體的整體性越好，越難看到粒間孔隙。凍融條件對(duì)水化反應(yīng)的抑制作用，使得膠凝物質(zhì)比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下量少，整體性較差，且在SEM照片中仍能發(fā)現(xiàn)未反應(yīng)的高爐礦渣微粉。

(5)復(fù)合激發(fā)的情況下，高爐礦渣微粉的水化反應(yīng)程度高，SiO2的消耗量均大于單摻情況，且水化凝膠物質(zhì)的產(chǎn)量也較多。凍融循環(huán)在一定程度上抑制水化反應(yīng)，使得凝膠物質(zhì)的生成量降低，從而導(dǎo)致固化土的強(qiáng)度低于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下的強(qiáng)度，但其并不改變固化土的物相類型。