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泥態(tài)固化土材料組成及其工程性質(zhì)研究進(jìn)展

2022-08-16 09:05:34王新岐王朝輝問鵬輝
天津建設(shè)科技 2022年4期
關(guān)鍵詞:赤泥固化劑淤泥

王新岐, 曾 偉, 王朝輝, 問鵬輝

(1.天津市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司,天津 300392;2.長安大學(xué) 公路學(xué)院,陜西 西安 710064)

路基及管廊回填作為交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分,需要大量的土工材料。傳統(tǒng)碾壓回填施工存在嚴(yán)重?fù)P塵問題;同時(shí),對施工空間狹小的位置進(jìn)行碾壓施工,較難保證壓實(shí)質(zhì)量,對工后整體穩(wěn)定性及耐久性保障造成不利影響。自流澆筑方式對特殊路段路基進(jìn)行充填加固是解決上述問題的有效措施[1]。近年來泥態(tài)固化土作為一種可調(diào)可控、均質(zhì)穩(wěn)定、施工便捷、環(huán)保低碳的新型建筑材料逐漸引起關(guān)注[2~3],已逐漸被嘗試用于公路路基、橋頭臺背、管廊溝槽、地基基坑等土建基礎(chǔ)設(shè)施回填工程中并取得了較好效果。在當(dāng)前綠色發(fā)展的大背景下,諸如淤泥等泥態(tài)物及工業(yè)廢渣等大宗固廢均被嘗試用于制備泥態(tài)固化土[4];但目前我國采用淤泥等含水率及有機(jī)質(zhì)含量較高的土質(zhì)進(jìn)行泥態(tài)固化土制備還處于室內(nèi)研究階段,如何推動(dòng)泥態(tài)固化土的綠色可持續(xù)發(fā)展及大規(guī)模應(yīng)用仍面臨巨大挑戰(zhàn)。

本文系統(tǒng)梳理國內(nèi)外泥態(tài)固化土相關(guān)研究動(dòng)態(tài),對泥態(tài)固化土材料組成、性能影響因素、固化機(jī)理等方面進(jìn)行綜述,全面分析不同固化劑材料對泥態(tài)固化土性能的影響,進(jìn)一步明確泥態(tài)固化土的應(yīng)用前景及面臨的挑戰(zhàn),以期為泥態(tài)固化土制備原材料選用及工程推廣應(yīng)用提供有益借鑒。

1 原材料組成及選用

與一般固化土相似,用于制備泥態(tài)固化土的原材料根據(jù)功能主要分為被固化材料、固化劑、外加材料及水。

1.1 被固化材料選用

早期進(jìn)行泥態(tài)固化土制備時(shí)被固化材料較為單一,主要是集料、粉煤灰等。隨著人們環(huán)保意識增強(qiáng)及對泥科學(xué)理解的不斷深入,不同類型的泥土及固廢材料被嘗試用于制備泥態(tài)固化土,現(xiàn)階段被作為被固化材料的有疏浚淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭土、建筑棄土、盾構(gòu)渣土、煤礦廢棄物、珊瑚屑等[2,4~5]。陳偉等[4]采用大連灣海相疏浚淤泥制備泥態(tài)固化土,在固化過程中粒徑為11、45 μm 的淤泥出現(xiàn)明顯團(tuán)?;F(xiàn)象且隨養(yǎng)護(hù)齡期的增加土質(zhì)由黏性土向粉土轉(zhuǎn)變,無側(cè)限抗壓強(qiáng)度呈指數(shù)增長,固化后淤泥與固化劑能夠形成三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu),穩(wěn)定性優(yōu)良。邵鈺清等[6]在泥態(tài)固化土制備時(shí)引入了建筑垃圾細(xì)料,通過調(diào)整灰砂比和水固比實(shí)現(xiàn)了泥態(tài)固化土性能的可調(diào)可控。相比于集料作為被固化材料,采用淤泥等泥態(tài)物或固體廢棄物材料制備的泥態(tài)固化土強(qiáng)度較低,作為回填材料可用于部分非關(guān)鍵承重結(jié)構(gòu)中[4]。

1.2 固化劑選用

泥態(tài)固化土的固化劑早期以水泥為主。隨著堿激發(fā)材料及地聚物等材料逐漸發(fā)展,越來越多含有活性硅鋁源物質(zhì)的材料,特別是工業(yè)廢渣類材料被用來作為固化劑,以減少對水泥的依賴。目前用作泥態(tài)固化土固化劑的工業(yè)廢渣材料包括粉煤灰、赤泥、高爐礦渣、焚燒爐渣、鋼渣等??紫檩x等[7]采用赤泥部分替代水泥制備了粉土泥態(tài)固化土,當(dāng)控制赤泥替代水泥摻量為10%~15%時(shí),有利于提升泥態(tài)固化土凝結(jié)硬化后的強(qiáng)度。張駿等[8]在泥態(tài)固化土制備時(shí)引入電石渣及鋼渣等材料,隨著電石渣和鋼渣摻量增加,泥態(tài)固化土強(qiáng)度先增后減,其比例為1∶1時(shí)抗壓強(qiáng)度最大。

不同固化材料主要化學(xué)成分包括SiO2、CaO、Al2O3及Fe2O3等,其中不同固化材料化學(xué)物質(zhì)組成中SiO2和CaO 含量較高,占比之和基本可達(dá)到50%以上,而Al2O3和Fe2O3占比相對較小,除赤泥及粉煤灰外,二者占比之和基本在37.5%以下。見表1。

表1 泥態(tài)固化土常用固化材料及其組成 %

目前制備泥態(tài)固化土的固化劑主要以富硅鋁源物質(zhì)為主,按照活性成分可分為硅鋁鹽、硅鋁酸鹽及硅鋁鈣氧化物等。由固化劑的化學(xué)組成可知,不同類型的無機(jī)固化劑強(qiáng)度形成機(jī)理較為接近,主要是生成水化硅酸鈣(CSH)及水化鋁酸鈣等膠凝產(chǎn)物,在工程中應(yīng)結(jié)合被固化材料特性及工程要求選配合適的固化劑。黃新等[9]認(rèn)為在對淤泥等高含水率材料進(jìn)行固化時(shí)既需要膠凝性水化產(chǎn)物,同時(shí)還需要生成膨脹性水化物以填充土顆粒團(tuán)聚后顆粒間的孔隙。郭印等[10]提出可從減薄雙電層厚度、添加膨脹組分、提高pH 值及裂解有機(jī)質(zhì)大分子結(jié)構(gòu)等方面提升淤泥等材料的固化效果。

1.3 外加材料選用

在確定被固化材料及主要固化劑的基礎(chǔ)上,部分研究者通過引入外加材料實(shí)現(xiàn)對泥態(tài)固化土性能的優(yōu)化。目前常用的外加材料包括減水劑、發(fā)泡劑及堿性材料等。減水劑的引入有利于保證流動(dòng)性的同時(shí)降低用水量,但其含量過高會(huì)對固化后土體強(qiáng)度造成不利影響。發(fā)泡劑有利于降低泥態(tài)固化土的天然重度,可以促進(jìn)其在軟基處理及臺背回填等工程中的應(yīng)用。此外,部分研究者在泥態(tài)固化土制備時(shí)摻加了氫氧化鈉等堿性材料,楊愛武等[11]和陳萌等[12]研究發(fā)現(xiàn)氫氧化鈉及碳酸鈉等堿性外加劑的添加有利于提升固化土體的強(qiáng)度,在制備時(shí)可控制氫氧化鈉的摻量在0.4%左右。

1.4 配合比

泥態(tài)固化土配合比與被固化材料及固化劑類型均密不可分。目前仍以水泥作為主要固化材料,不同類型的工業(yè)廢渣被嘗試用于泥態(tài)固化土中,其中粉煤灰應(yīng)用較多,其他固廢材料如鋼渣、礦渣、赤泥等材料也作為固化劑被用于制備中。為保證施工期間流動(dòng)性,制備時(shí)泥態(tài)固化土體系中應(yīng)有較高的含水率,因此采用渣土、砂、殘積土等低含水率材料時(shí)需摻入一定比例外加水;而淤泥等則無需額外加水,必要時(shí)還需要采取降水措施。在配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確保泥態(tài)固化土和易性滿足施工要求,同時(shí)固化反應(yīng)過程消耗足量的水分,以提升硬化后力學(xué) 性能。見表2。

表2 泥態(tài)固化土組成及配合比

現(xiàn)階段泥態(tài)固化土配合比設(shè)計(jì)仍多基于已有經(jīng)驗(yàn)及試錯(cuò)試驗(yàn)[13~14],也有學(xué)者將膠漿體積比、水灰比及固化材料配比等獨(dú)立比例參數(shù)引入配合比設(shè)計(jì)中,以實(shí)現(xiàn)泥態(tài)固化土初期可塑性與后期服役性的有效調(diào)控。隨著全行業(yè)綠色發(fā)展理念的推進(jìn),綜合被固化材料類型、所在地大宗固廢類別及工程要求進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)及性能調(diào)控是今后泥態(tài)固化土研發(fā)制備的主要方向。

2 性能影響分析

現(xiàn)階段主要從工作性能、力學(xué)性能等方面調(diào)整泥態(tài)固化土的組成比例,以使得泥態(tài)固化土性能滿足不同應(yīng)用場景的工程要求。

2.1 工作性能

泥態(tài)固化土主要考察的工作性能包括流動(dòng)性、凝結(jié)時(shí)間及泌水率等。影響工作性能的主要因素包括被固化材料種類、固化劑類型及摻量和外加材料等。

2.1.1 流動(dòng)性

日本建設(shè)省發(fā)布的《流動(dòng)化處理工法》中規(guī)定,流動(dòng)性滿足施工澆筑要求的流動(dòng)值為180 mm±20 mm;美國規(guī)范ASTM D6103將泥態(tài)固化土性能擴(kuò)展度分為三級,其中用于一般回填工程的泥態(tài)固化土流動(dòng)性為150~200 mm。

含水率越高,泥態(tài)固化土流動(dòng)性越好;但過高含水率不利于后期凝結(jié)硬化及強(qiáng)度形成。被固化材料對流動(dòng)性的影響主要與土的顆粒類型、細(xì)度及有機(jī)質(zhì)含量等因素有關(guān)??紫檩x等[7]發(fā)現(xiàn)赤泥的加入會(huì)降低泥態(tài)固化土的流動(dòng)度和泌水率并且能加快泌水速率。朱瑜星等[15]發(fā)現(xiàn)地鐵盾構(gòu)渣土制備的泥態(tài)固化土,水固比為0.47~0.50 時(shí)流動(dòng)性滿足工程要求且隨著固化劑摻量增加流動(dòng)性呈增長趨勢。杜衍慶等[1]分析了濕密度及固化劑摻量對泥態(tài)固化土流動(dòng)性的影響,隨著固化劑摻量及濕密度的增加,流動(dòng)性均逐漸遞減且濕密度變化引起的流動(dòng)度衰減更為突出。陳偉等[4]通過中試確定流動(dòng)性要求的海相疏浚淤泥制備泥態(tài)固化土的水固比為0.75~1.00,與朱瑜星等[15]的研究結(jié)果相差較大;表明不同類型被固化材料用于制備泥態(tài)固化土?xí)r流動(dòng)性差異較為明顯,顆粒更細(xì)且有機(jī)質(zhì)含量高的淤泥類材料達(dá)到目標(biāo)流動(dòng)度需要的水分更多。王慶等[16]基于響應(yīng)面方法建立了流態(tài)水泥土性能預(yù)測模型,發(fā)現(xiàn)水灰比一定時(shí),隨著灰土比增加,流動(dòng)性呈線性增長趨勢;而隨著水灰比的增加,流動(dòng)性先降低后增加。丁建文等[17]提出包含初始含水率及固化劑摻量的廣義水灰比并建立了流動(dòng)性與廣義水灰比的相關(guān)關(guān)系。

與傳統(tǒng)水泥混凝土通過調(diào)整水灰比控制流動(dòng)性不同,泥態(tài)固化土體系中應(yīng)考慮被固化材料含量對流動(dòng)性的影響,因此在配合比設(shè)計(jì)時(shí)可將水固比作為客觀影響泥態(tài)固化土流動(dòng)性的關(guān)鍵指標(biāo);水固比一定時(shí),調(diào)整被固化材料或固化劑的摻量對流動(dòng)度的影響主要與固體材料的吸水性、顆粒形狀、粒度等特征有關(guān)。此外,部分學(xué)者提出可通過引入減水劑等外加材料的方式提升泥態(tài)固化土流動(dòng)性。張鳳錕等[18]發(fā)現(xiàn)當(dāng)水泥摻量一定時(shí),木鈣減水劑摻量高于0.8%,泥態(tài)固化土流動(dòng)度隨木鈣減水劑摻量增加而呈階梯式增大;但也有研究認(rèn)為減水劑主要通過改變水泥顆粒帶電特征促進(jìn)水泥顆粒分散進(jìn)而起到減水作用,當(dāng)體系中含有被固化材料時(shí),減水劑的作用并不突出,因此關(guān)于減水劑對泥態(tài)固化土流動(dòng)性的影響仍有待進(jìn)一步研究。

2.1.2 凝結(jié)時(shí)間

已有研究分析了固化劑摻量和類型對凝結(jié)時(shí)間的影響,固化劑摻量增加會(huì)加速體系的水化反應(yīng),進(jìn)而促進(jìn)泥態(tài)固化土的硬凝。泥態(tài)固化土拌和均勻后逐漸由可塑態(tài)轉(zhuǎn)化為凝結(jié)硬化狀態(tài),根據(jù)固化材料的水化程度可將反應(yīng)過程分為初始反應(yīng)期、誘導(dǎo)期、加速反應(yīng)期、減速反應(yīng)期及慢速反應(yīng)期。凝結(jié)時(shí)間主要與誘導(dǎo)期及加速反應(yīng)期有關(guān),堿性環(huán)境有利于加速可控低強(qiáng)度材料活性物質(zhì)的膠凝反應(yīng)。Wang L 等[19]研究發(fā)現(xiàn)相比于Na 系外加材料,Ca 系外加材料的引入有利于加速泥態(tài)固化土的硬凝。

隨著不銹鋼渣、粉煤灰、礦渣、鋼渣等材料替代比例的增加,凝結(jié)時(shí)間均逐漸增加,說明固化劑反應(yīng)速率是影響泥態(tài)固化土凝結(jié)硬化的關(guān)鍵因素,其中鋼渣等材料的摻入降低了固化反應(yīng)速率;在幾類廢棄材料中,粉煤灰摻入對凝結(jié)時(shí)間影響相對較小,而鋼渣影響則較為明顯[20~23]。見圖1。

圖1 不同材料替代水泥對凝結(jié)時(shí)間的影響

此外,固化劑摻量、被固化材料成分及水固比等參數(shù)同樣會(huì)影響泥態(tài)固化土的凝結(jié)固化。

2.1.3 泌水率

泥態(tài)固化土泌水率與其流動(dòng)度相關(guān)性較強(qiáng),流動(dòng)度的提升會(huì)增加其泌水率,因此在泥態(tài)固化土工作性能調(diào)控時(shí)以流動(dòng)性能為主;而對于泌水現(xiàn)象較為嚴(yán)重的泥態(tài)固化土,可在制備時(shí)引入適量羧甲基纖維素類增稠劑、泡沫劑、氯化鈣等材料,降低泌水率。

2.2 力學(xué)性能

力學(xué)強(qiáng)度是泥態(tài)固化土原位服役性中的重要性能之一。現(xiàn)有研究在評估泥態(tài)固化土力學(xué)性能時(shí)主要指標(biāo)為齡期抗壓強(qiáng)度,美國規(guī)范ASTM D6024中推薦采用落球試驗(yàn)進(jìn)行泥態(tài)固化土承載力評估。一般認(rèn)為,28 d抗壓強(qiáng)度為0.4~0.7 MPa時(shí)泥態(tài)固化土具有較好承載能力,用于承重部位的泥態(tài)固化土一般應(yīng)結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范對承載力作出具體要求;而對于如管廊等建成后期可能開挖的結(jié)構(gòu),采用泥態(tài)固化土回填時(shí)應(yīng)控制強(qiáng)度不宜過高,當(dāng)固化后強(qiáng)度低于0.35 MPa時(shí)以人工方式開挖,強(qiáng)度為0.7~1.4 MPa時(shí)則需要采用小型設(shè)備開挖。

影響泥態(tài)固化土力學(xué)性能的主要因素包括被固化材料類型、固化劑摻量及類型、養(yǎng)護(hù)齡期及環(huán)境溫度等因素。采用初始含水率及有機(jī)質(zhì)含量較高的淤泥類土制備的泥態(tài)固化土強(qiáng)度相對較低,進(jìn)而在相同承載力要求下淤泥制備泥態(tài)固化土消耗的固化劑摻量相對較高;而被固化材料為煤矸石渣等活性材料形成的泥態(tài)固化土強(qiáng)度則較高。在泥態(tài)固化土中加入適量粉煤灰有利于力學(xué)性能的提升,郝彤等[24]研究發(fā)現(xiàn)粉煤灰的加入對抗壓強(qiáng)度的影響較明顯,當(dāng)水灰比為2.7時(shí),隨著粉煤灰摻量從0增加到20%,7 d抗壓強(qiáng)度漲幅約61.5%,28 d 抗壓強(qiáng)度漲幅約為66.8%,粉煤灰的加入既可參與水化反應(yīng)生成更多水化硅酸鈣凝膠,也可通過微集料效應(yīng)優(yōu)化試樣內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu),進(jìn)而保障強(qiáng)度的提升??紫檩x等[7]的研究表明,隨著赤泥替代水泥含量增加,泥態(tài)固化土的強(qiáng)度先增大后減小,赤泥中含有的SiO2、Al2O3等活性物質(zhì)及CaO 等堿性物質(zhì)能與水泥水化產(chǎn)生的氫氧化鈣反應(yīng)生產(chǎn)硅酸鈣及鋁酸鈣,有助于推動(dòng)水化反應(yīng)的進(jìn)行。

不同廢棄材料的摻入對強(qiáng)度影響差異較為明顯,其中粉煤灰、廢紙污泥的摻入有利于提升抗壓強(qiáng)度;而廢渣的摻入則引起無側(cè)限抗壓強(qiáng)度下降。不同材料對泥態(tài)固化土力學(xué)性能影響可能與其活性成分含量有關(guān):粉煤灰摻入對泥態(tài)固化土強(qiáng)度提升較為明顯;而摻入少量赤泥有利于增加力學(xué)強(qiáng)度,當(dāng)赤泥替代量超過15%時(shí)強(qiáng)度逐漸下降[7,22~25]。因此可通過調(diào)整廢棄材料替代量或材料類型的方式實(shí)現(xiàn)對泥態(tài)固化土強(qiáng)度的調(diào)控。見圖2。

圖2 不同材料替代水泥對無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響

無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著灰土比的增加而增大,隨著水固比的增加逐漸降低且水固比超過一定值時(shí)下降幅度增大。灰土比的增加一方面加速了泥態(tài)固化土中自有水的消耗,一方面又促進(jìn)了膠凝產(chǎn)物形成,隨著固化劑摻量增加生成的膠凝產(chǎn)物逐漸形成整體膠結(jié)骨架,提升了泥態(tài)固化土材料的強(qiáng)度與密實(shí)性。隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增加,泥態(tài)固化土抗壓強(qiáng)度不斷上升,養(yǎng)護(hù)初期強(qiáng)度上升較為明顯,強(qiáng)度與養(yǎng)護(hù)齡期呈對數(shù)關(guān)系。此外養(yǎng)護(hù)溫度的提升同樣有利于加速固化過程及反應(yīng)效率,進(jìn)而對泥態(tài)固化土工后強(qiáng)度形成有促進(jìn)作用。

3 固化機(jī)理

泥態(tài)固化土體系包括固化劑、被固化材料及外加材料等,相比于水泥混凝土,泥態(tài)固化土強(qiáng)度形成過程更為復(fù)雜,目前還沒有形成比較系統(tǒng)的理論,考慮到與傳統(tǒng)式固化土及堿激發(fā)類材料較為相似,從固化劑反應(yīng)機(jī)理及土體強(qiáng)度形成方面對泥態(tài)固化土固化機(jī)理進(jìn)行分析。

固化劑種類不同時(shí),泥態(tài)固化土內(nèi)部固化過程存在差異。采用水泥基材料制備泥態(tài)固化土?xí)r,主要會(huì)發(fā)生系列水化反應(yīng)、火山灰作用、離子交換及碳酸化作用[4],水化反應(yīng)生成的CSH 凝膠會(huì)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),提高固化后泥態(tài)固化土的強(qiáng)度,生成的水化鋁酸鈣對泥態(tài)固化土的早期強(qiáng)度增長有促進(jìn)作用;另外被固化材料中的活性SiO2、Al2O3會(huì)在堿性環(huán)境下與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生火山灰反應(yīng),促進(jìn)穩(wěn)定膠凝物的形成,該反應(yīng)主要保障后期強(qiáng)度的繼續(xù)增長;離子交換生成的氫氧化鈣中的Ca會(huì)與土體表面的Na+、K+等發(fā)生交換,導(dǎo)致土顆粒的雙電層變薄并促進(jìn)土顆粒的團(tuán)聚及強(qiáng)度提升[12];碳酸化作用指水化產(chǎn)物中的Ca(OH)2與水和CO2反應(yīng)生成CaCO3,進(jìn)而提高泥態(tài)固化土的強(qiáng)度。

在固化劑中引入粉煤灰和礦渣等材料有利于促進(jìn)微集料反應(yīng)及火山灰反應(yīng)。當(dāng)粉煤灰及礦渣與水泥共同參與固化反應(yīng)時(shí),首先發(fā)生的是水泥的水解水化反應(yīng),生成部分水化鋁酸鈣凝膠和針狀鈣礬石(AFt),此時(shí)混合物中同時(shí)存在空隙水和結(jié)合水,隨后粉煤灰及礦渣在堿性環(huán)境下活性被有效激發(fā),混合物中空隙水被反應(yīng)消耗,導(dǎo)致結(jié)合水量增多,水化鋁酸鈣凝膠絮凝化,最終形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),能夠有效固結(jié)混合料中土顆粒。將鋼渣、赤泥、水泥窖粉塵等工業(yè)廢渣作為固化劑時(shí)主要反應(yīng)機(jī)理與水泥等材料較為相似,在固化過程中不同物理化學(xué)反應(yīng)相互促進(jìn),加速膠凝材料骨架形成及土粒團(tuán)聚[8]。引入磷石膏等固化劑可為混合物的水化反應(yīng)體系提供SO2-4,其可以與Al2O3離子、Ca2+和OH-直接化合生成AFt,同時(shí)將少量水化鋁酸鈣轉(zhuǎn)化為AFt并相互交錯(cuò)地生成于泥態(tài)固化土內(nèi)部孔隙中,起到提高無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的作用。

不同被固化材料固化過程同樣存在差異。當(dāng)被固化材料為渣土等活性成分較低的土?xí)r,其強(qiáng)度形成主要與固化劑的種類與摻量相關(guān);活性硅鋁源含量較高的材料作為被固化材料時(shí),會(huì)參與反應(yīng)促進(jìn)強(qiáng)度的發(fā)展。對于含水率及有機(jī)質(zhì)含量較高的淤泥質(zhì)土等,制備時(shí)需要從減薄雙電層厚度、引入膨脹組分、提高體系pH 值、裂解有機(jī)大分子結(jié)構(gòu)及土顆粒表面活性等方面促進(jìn)土體的固化[12]。泥態(tài)固化土凝結(jié)硬化既是膠凝產(chǎn)物生成固化的過程,也包括水分形態(tài)轉(zhuǎn)化及土粒團(tuán)聚過程,因此制備時(shí)應(yīng)充分結(jié)合被固化材料特征、固化劑種類及應(yīng)用環(huán)境綜合調(diào)整配合比,確保泥態(tài)固化土體系充分發(fā)揮反應(yīng),滿足工程設(shè)計(jì)要求。

4 應(yīng)用前景及面臨挑戰(zhàn)

泥態(tài)固化土作為回填材料已經(jīng)在日本、美國等國家有了較多應(yīng)用;近年來國內(nèi)部分工程開始嘗試采用泥態(tài)固化土進(jìn)行工程填筑。由于泥態(tài)固化土對原材料品相要求相對較低且具有高效、低碳、環(huán)保、便捷施工、高流動(dòng)性及自密實(shí)性等特點(diǎn),在解決傳統(tǒng)回填壓實(shí)工藝引起的揚(yáng)塵及強(qiáng)度不足等問題方面具有顯著優(yōu)勢;因此在公路及城市道路路基工程、橋頭臺背、溝槽及地下綜合管廊工程中具有廣闊前景。隨著綠色發(fā)展理念的不斷貫徹推行,越來越多的固廢材料將被用于泥態(tài)固化土澆筑工程中,結(jié)合被固化材料類型、大宗固廢材料類型及施工環(huán)境要求進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)無疑是未來泥態(tài)固化土研發(fā)的主要思路。當(dāng)前疏浚淤泥、污泥、工業(yè)廢泥等泥態(tài)物及不同類型工業(yè)廢棄物的處置均是環(huán)境治理的主要內(nèi)容,而結(jié)合不同材料工程性質(zhì)開發(fā)形成可用于工程澆筑的泥態(tài)固化土無疑是提升各類大宗廢棄材料的重要途徑。

在保障泥態(tài)固化土工程性質(zhì)可調(diào)可控的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)各類廢棄材料的資源化、無害化及規(guī)?;瘧?yīng)用仍面臨巨大挑戰(zhàn)。此外,現(xiàn)階段針對泥態(tài)固化土澆筑工程效果及環(huán)境影響評估尚未形成統(tǒng)一的評價(jià)方法,適用于不同應(yīng)用場景的泥態(tài)固化土一體化施工的澆筑設(shè)備仍有待進(jìn)一步開發(fā)。

5 結(jié)論

泥態(tài)固化土是一種性能可調(diào)可控、均質(zhì)穩(wěn)定、施工便捷、環(huán)保低碳的新型建筑材料;其流動(dòng)性主要受水固比影響,力學(xué)性能主要受固化劑種類及摻量等因素影響。泥態(tài)固化土凝結(jié)硬化既包括膠凝產(chǎn)物生成固化的過程,同樣包含水分形態(tài)轉(zhuǎn)化及土粒團(tuán)聚過程。采用淤泥等廢棄泥漿及工業(yè)廢渣等材料進(jìn)行泥態(tài)固化土研發(fā)是實(shí)現(xiàn)廢棄資源減量化及交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)綠色發(fā)展的重要途徑,結(jié)合泥態(tài)固化土特征實(shí)現(xiàn)一體化澆筑施工設(shè)備的開發(fā)對泥態(tài)固化土技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用具有重要意義。

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