二乙醇單異丙醇胺對(duì)水泥土強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究

（重慶交通大學(xué)， 重慶 400060）

0 引言

水泥土攪拌法是一種一般以水泥作為固化劑，利用水泥與軟土之間發(fā)生的一系列物理、物理化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)為具有一定強(qiáng)度和水穩(wěn)定性的水泥土，從而提高地基強(qiáng)度和增大變形模量的地基處理方法[1]。在水泥土添加適宜的外加劑，可以改善水泥土的力學(xué)性能，減少水泥用量，縮短工期，降低工程成本。國內(nèi)在水泥土外摻劑研究方面已有一些成果[2-6]。本文通過室內(nèi)試驗(yàn)研究二乙醇單異丙醇胺（以下簡稱DEIPA）對(duì)水泥土強(qiáng)度的影響，探索其在水泥土加固中的可行性。

1 室內(nèi)試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料

采用寧波水泥廠生產(chǎn)的42.5普通硅酸鹽水泥；試驗(yàn)用土為取自寧波市某工地的淤泥，其物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表1；試驗(yàn)用水為自來水；外加劑為分析純DEIPA。

1.2 試驗(yàn)方案

土樣烘干、搗碎，過2mm篩后備用。試樣水泥摻量(水泥質(zhì)量/被加固濕土質(zhì)量)為18%，水灰比為0.55，土中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%，DEIPA摻入比(DEIPA質(zhì)量/水泥質(zhì)量)分別為0.03%～0.05%；考察齡期分別為7d、28d、90d。每個(gè)配比制備三個(gè)試樣做平行試驗(yàn),共制樣27個(gè)。另制備不摻外加劑的水泥土試驗(yàn)，作為基準(zhǔn)組，對(duì)比 DEIPA在不同齡期下對(duì)水泥土強(qiáng)度的提升效果。試驗(yàn)使用的試模規(guī)格為70.7mm×70.7mm×70.7mm。

在試樣成型前，試模內(nèi)表面涂一薄層機(jī)油，防止試樣和試模粘接，有利于拆模。裝樣時(shí)先向試模內(nèi)裝一半試料，然后按螺旋方向從邊緣向中心均勻插搗且插搗15次，在插搗底層拌合物時(shí)，搗棒插到試模底部，插搗上層時(shí)，搗棒貫穿該層后插入下一層5mm～15mm，插搗時(shí)保持插棒豎直，插搗后再用刮刀沿試模內(nèi)壁插拔數(shù)次。然后把該試模放在振動(dòng)臺(tái)上振實(shí)2min，振實(shí)后拌合物應(yīng)高于試模上沿口。最后，刮除試模頂部多余的水泥土，刮平后應(yīng)蓋上塑料薄膜，防止水分蒸發(fā)過快。試樣靜置24h后脫模編號(hào)，養(yǎng)護(hù)條件為標(biāo)準(zhǔn)水中養(yǎng)護(hù)。

試驗(yàn)采用SYE-300型壓力機(jī),以1.5kN/s的加荷速率進(jìn)行水水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。取3個(gè)試件測試值的算術(shù)平均值作為該組試件的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度值。如單個(gè)試件與平均值的差值超過平均值的± 15%,該試件的測試值予以剔除,取其余2個(gè)的平均值,如剔除后某組試件的測試值不足2個(gè),則該組試驗(yàn)結(jié)果無效。

表1 土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

DEIPA對(duì)水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響結(jié)果見表2和圖1。

表2 DEIPA摻量不同的水泥土變化各齡期強(qiáng)度匯總表

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圖1 水泥土不同齡期抗壓強(qiáng)度趨勢圖

由表2和圖1可知，無論是未摻DEIPA的普通水泥土還是摻入DEIPA的水泥土，其強(qiáng)度均隨齡期增長而增加。在28d到90d內(nèi)，水泥土的強(qiáng)度增加仍然比較明顯。

摻入DEIPA后，水泥土的前、中、后期無側(cè)限抗壓強(qiáng)度均有提升。隨著DEIPA摻量的增加，對(duì)水泥土的強(qiáng)度的提升效果是先升后降，但依舊高于基準(zhǔn)組的強(qiáng)度。摻量為0.04%的實(shí)驗(yàn)組的強(qiáng)度明高于其它組，且較基準(zhǔn)組在7d、28d、90d時(shí)強(qiáng)度最高提升了27.7%、43.8%、34.3%。

摻入DEIPA的水泥土7d齡期強(qiáng)度達(dá)基準(zhǔn)組90d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的60%左右，摻量0.04%DEIPA的28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度甚至達(dá)到了基準(zhǔn)組90d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。這說明摻入DEIPA水泥土的固化過程較快，早期強(qiáng)度大，在實(shí)際工程中可以縮短水泥土的固化齡期，減少工期，節(jié)省大量工程成本。

3 結(jié)論

（1）DEIPA可以提高水泥土的前、中，后期無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，是一種優(yōu)秀的水泥土外加劑。相對(duì)于基準(zhǔn)組，在7d、28d、90d時(shí)強(qiáng)度最高提升了27.7%、43.8%、34.3%。

（2）水泥摻量為18%時(shí)，隨著DEIPA摻量的增加，DEIPA對(duì)水泥土的強(qiáng)度的提升效果呈先升后降的變化趨勢，DEIPA的最佳摻入量為0.04%。

[1]地基處理手冊(cè)編委會(huì).地基處理手冊(cè)[M]. 北京:中國建筑工業(yè)出版社, 1988.

[2]童小東,徐敏,戴國亮,等.氫氧化鋁在水泥系深層攪拌法中的應(yīng)用[J].建筑結(jié)構(gòu), 2000,30（5）:14- 16.

[3]龔尚龍.硅粉對(duì)混凝土的增強(qiáng)機(jī)理及試驗(yàn)研究[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào),1993(4):1- 10.

[4]張士喬.水泥土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系及攪拌樁破壞特性研究[D].杭州:浙江大學(xué), 1992.

[5]王文軍.納米礦粉水泥土固化機(jī)理及損傷特性研究[D].杭州:浙江大學(xué),2004.[6]李新宇,方坤和.硅粉對(duì)水泥硬化漿體微結(jié)構(gòu)影響的研究進(jìn)展[J].硅酸鹽學(xué)報(bào),2003(1):54- 56.

[6]葉觀寶，陳望春，徐超，等水泥土添加劑的室內(nèi)試驗(yàn)[J].中國公路學(xué)報(bào)，2006,19（5）：12-17