水泥赤泥磷石膏復(fù)合固化粉砂土力學(xué)特性研究

摘要：含高硅鋁鈣礦物的工業(yè)固體廢棄物可部分替代水泥，節(jié)約工程成本，減少碳排放。借助酸堿中和試驗(yàn)確定赤泥、磷石膏可綜合利用配比，然后將其與水泥復(fù)合用于粉砂土固化。通過(guò)力學(xué)特性試驗(yàn)，研究了三者在土中的最佳摻比，分析了凝膠摻量、水灰比、齡期對(duì)復(fù)合固化土強(qiáng)度發(fā)展的影響，對(duì)比評(píng)價(jià)了復(fù)合固化粉砂土力學(xué)性能，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證了其可靠性。結(jié)果表明：水泥、赤泥和磷石膏最佳摻比為16∶7∶1，赤泥磷石膏的摻入可節(jié)約1/3水泥消耗；復(fù)合固化粉砂土強(qiáng)度隨凝膠摻量增加而增加，隨水灰比增加而減低，但后期強(qiáng)度較同等凝膠摻量水泥土弱。研究成果可為赤泥磷石膏資源化利用提供參考。

關(guān) 鍵 詞：赤泥；磷石膏；水泥土；配比設(shè)計(jì)；力學(xué)特性；固化效果

中圖法分類號(hào)：TV43 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.S2.043

0 引言

水泥土力學(xué)性能隨水泥摻量增加而提高^［1］。然而，水泥本身是一種高能耗高成本工業(yè)產(chǎn)品，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，資源消耗多，還伴隨有大量溫室氣體排放，資源環(huán)境不友好^［2］。為此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者一直致力于尋找成本更低、性能優(yōu)異、綠色環(huán)保的替代品，以減少水泥用量、節(jié)約資源消耗。工業(yè)固體廢棄物，包括礦渣、鋼渣、粉煤灰和脫硫石膏等，富含硅鋁鈣成分，可部分替代水泥，應(yīng)用前景廣闊^［3-7］。Antoni等^［8］發(fā)現(xiàn)，用偏高嶺土和石灰石以2∶1替代45%水泥的砂漿在7 d和28 d齡期下均具有良好力學(xué)性能。儲(chǔ)誠(chéng)富^［9］、Wu^［10］等指出，水泥偏高嶺土復(fù)合穩(wěn)定土中二者最佳摻比介于1/3～1/2之間。Shah等^［11］發(fā)現(xiàn)，添加8%明礬污泥的黏土其CBR將高于純黏土。Li等^［12］指出，粉煤灰水泥復(fù)合穩(wěn)定土中二者最佳摻比為0.75～1.0。Molaabasi^［13］、Ahmadi^［14］等指出，以30%沸石替代水泥可使水泥基材料誘發(fā)反應(yīng)最佳。Amini等^［15］表明，水泥鎂渣復(fù)合穩(wěn)定土中兩者的最佳含量分別為20%和6%。

赤泥和磷石膏是制鋁工業(yè)和濕法磷酸生產(chǎn)中副產(chǎn)的固體廢棄物，其中，赤泥主成分為Al₂O₃、SiO₂和Fe₂O₃等，pH介于10～13，磷石膏的主成分為CaSO₄·2H₂O，pH介于1～5。由于這兩者一為強(qiáng)堿，一為強(qiáng)酸，工業(yè)上對(duì)其處置通常只能以堆存為主，不僅占用大量土地資源，還易對(duì)生態(tài)環(huán)境和地下水資源等造成不利影響。由于赤泥中SiO₂和Al₂O₃在堿性條件下會(huì)形成SiO^2-₃和AlO^-₂，磷石膏可提供Ca²⁺，從而可與水泥聯(lián)合使用，促進(jìn)水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣的形成，也即可利用赤泥和磷石膏部分替換水泥，并提升水泥基材料工程力學(xué)性能。Cheng^［16］等指出，添加赤泥的高爐礦渣基地聚物水泥材料結(jié)構(gòu)更致密；Nie等^［17］發(fā)現(xiàn)，煙氣脫硫赤泥可使地聚物水泥強(qiáng)度提升25%；Zhou等^［18］指出，75.0%磷石膏、19.5%河砂、4.0%硅酸鹽水泥和1.5%熟石灰可使免燒磚獲得理想飽和抗壓、抗彎強(qiáng)度；Yang等^［19］則通過(guò)掃描電鏡等試驗(yàn)證實(shí)了磷石膏對(duì)免蒸壓加氣混凝土的活化填充作用。盡管上述研究為水泥、赤泥、磷石膏復(fù)合利用提供了有力證據(jù)，但將赤泥、磷石膏用于水泥土的研究卻相對(duì)較少，其效果如何目前同樣未知。

本文以赤泥磷石膏部分替代水泥穩(wěn)定粉砂土，通過(guò)酸堿中和試驗(yàn)和力學(xué)特性試驗(yàn)，研究了水泥、赤泥和磷石膏復(fù)合穩(wěn)定粉砂土的摻比設(shè)計(jì)，分析了凝膠摻量、水灰比、養(yǎng)護(hù)齡期對(duì)復(fù)合穩(wěn)定土強(qiáng)度發(fā)展的影響規(guī)律，對(duì)比評(píng)價(jià)了復(fù)合穩(wěn)定土的力學(xué)性能，并采用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證了其可靠性。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

（1）粉砂土。試驗(yàn)所用粉砂土取自南京豐大國(guó)際工程項(xiàng)目，以圓粒狀細(xì)顆粒為主，干燥條件下呈灰白色，天然含水率為20%，最大干密度和最小干密度分別為1.726 g/cm³和1.208 g/cm³，最大孔隙比和最小孔隙比分別為1.218和0.552，比重為2.679。粉砂土級(jí)配曲線如圖1所示。

（2）水泥。試驗(yàn)所用水泥是P·O 42.5普通硅酸鹽水泥。

（3）赤泥。試驗(yàn)所用赤泥取自河南某制鋁廠堆場(chǎng)，經(jīng)測(cè)定pH為10。掃描電鏡和能譜圖如圖2所示，主要化學(xué)成分及含量見(jiàn)表1。由圖2可知，赤泥顆粒較為均勻，呈圓粒狀，粒徑較小，其中Fe、Al含量較高，Si、Ca含量次之，Ti、Na和K含量依次減少。

（4）磷石膏。試驗(yàn)所用磷石膏為江蘇某廠濕法制磷酸工藝中產(chǎn)出的固體廢棄物，經(jīng)測(cè)定pH為5。掃描電鏡圖和能譜圖如圖3所示，顯示其主要成分為CaO和SO₂，含量分別為54.07%和45.93%，而且磷石膏顆粒一般呈單分散板狀，長(zhǎng)寬比較大，顆粒間分布較為疏松，大小不均勻。

1.2 試驗(yàn)方案

1.2.1 室內(nèi)試驗(yàn)

室內(nèi)試驗(yàn)分3步進(jìn)行。首先依據(jù)中和試驗(yàn)研究赤泥磷石膏配比，然后通過(guò)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)探究赤泥磷石膏替代水泥比、水灰比、養(yǎng)護(hù)齡期對(duì)復(fù)合穩(wěn)定土力學(xué)性能的影響，最后對(duì)不同齡期的15%赤泥磷石膏復(fù)合穩(wěn)定土和15%水泥土開(kāi)展抗壓、劈裂、直剪平行試驗(yàn)，對(duì)比評(píng)價(jià)其固化效果。

（1）酸堿中和試驗(yàn)?？紤]到磷石膏酸性會(huì)對(duì)水泥水化造成影響，因此需先通過(guò)赤泥與磷石膏中和試驗(yàn)，確保兩者混合物處于中性或弱堿性，即需找出赤泥與磷石膏在水溶液中形成常溫弱堿環(huán)境的最佳配比。因此，分別將赤泥與磷石膏按質(zhì)量比1∶0，0∶1，10∶1，9∶1，8∶1，7∶1和6∶1開(kāi)展試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)，先把待測(cè)物質(zhì)浸水充分混合，然后靜置24 h，取上清液，利用標(biāo)準(zhǔn)比色卡測(cè)試溶液pH。

（2）赤泥磷石膏部分替代水泥試驗(yàn)。采用赤泥磷石膏部分替代水泥可在保證水泥土力學(xué)性能基礎(chǔ)上減少水泥用量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)赤泥和磷石膏的資源化再生利用。因此，按酸堿中和試驗(yàn)所得赤泥磷石膏比例，在水泥赤泥磷石膏總摻量固定為干土質(zhì)量15%的條件下，動(dòng)態(tài)調(diào)整水泥與赤泥磷石膏的比例為14∶1，13∶2，12∶3，11∶4，10∶5，9∶6，8∶7和7∶8，即赤泥磷石膏替代水泥的比例由1/15增加至8/15，尋找赤泥磷石膏部分替代水泥的最佳比例。試驗(yàn)所用水灰比均為0.8，在制樣完成后，置于溫度（20±3）℃、濕度95%恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)7 d，然后開(kāi)展抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

（3）不同凝膠總摻量強(qiáng)度試驗(yàn)。通常，在一定范圍內(nèi)，水泥摻比越大，試樣強(qiáng)度提升將越顯著，然而水泥大量使用必然帶來(lái)成本的增加。因此，分別以水泥、赤泥、磷石膏總摻量為10%，15%，18%，20%和25%制備復(fù)合穩(wěn)定土試樣，同樣在溫度（20±3）℃、濕度95%恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)7 d，開(kāi)展抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，以明確復(fù)合穩(wěn)定土性能受凝膠總摻量影響的規(guī)律。

（4）不同水灰比強(qiáng)度試驗(yàn)。為了解最優(yōu)摻比下復(fù)合穩(wěn)定土力學(xué)性能受水灰比的影響，固定水泥赤泥磷石膏相對(duì)比例及其在土中總摻量為15%，分別采用0.6，0.8，1.0，1.2三種水灰比制備水泥赤泥磷石膏復(fù)合穩(wěn)定土試樣，同樣在溫度（20±3）℃、濕度95%恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)7 d，開(kāi)展抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

（5）不同養(yǎng)護(hù)齡期強(qiáng)度試驗(yàn)。為厘清水泥赤泥磷石膏復(fù)合穩(wěn)定土強(qiáng)度隨養(yǎng)護(hù)齡期的發(fā)展規(guī)律，對(duì)三者摻比固定、總摻量15%、水灰比0.8的復(fù)合穩(wěn)定土和水泥摻量10%、15%的純水泥土開(kāi)展齡期3，7，14 d和28 d下的抗壓強(qiáng)度測(cè)試，對(duì)比評(píng)價(jià)赤泥磷石膏對(duì)復(fù)合穩(wěn)定土性能的影響。

（6）復(fù)合穩(wěn)定土固化效果評(píng)價(jià)試驗(yàn)。在上述試驗(yàn)基礎(chǔ)上，固定水泥赤泥磷石膏摻比及水灰比為0.8，制備凝膠總摻量為15%的復(fù)合穩(wěn)定土和純水泥土試樣，置于溫度（20±3）℃、濕度95%恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)7 d和28 d，然后開(kāi)展抗壓、抗拉、抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)，對(duì)比分析其固化效果。

1.2.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

為驗(yàn)證復(fù)合穩(wěn)定實(shí)際效果，在實(shí)際工程中分別開(kāi)展凝膠摻量均為25%的純水泥、水泥+偏高嶺土、水泥+赤泥+磷石膏高壓旋噴樁注漿試驗(yàn)，其中，水泥與偏高嶺土的質(zhì)量摻比按5∶1設(shè)計(jì)，水泥、赤泥、磷石膏的質(zhì)量摻比按16∶7∶1設(shè)計(jì)。試樁長(zhǎng)8 m，注漿水膠比取1.2，轉(zhuǎn)速10 r/min，提速0.2 m/min，注漿壓力大于20 MPa，注漿流量40 L/min。

1.3 試樣制備

1.3.1 室內(nèi)試驗(yàn)

復(fù)合穩(wěn)定土抗壓、劈裂強(qiáng)度測(cè)試采用直徑39.1 mm，高度80（40）mm圓柱體試樣在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上展開(kāi)，抗剪強(qiáng)度測(cè)試采用直徑61.8 mm，高度20 mm環(huán)刀形試樣在應(yīng)變控制式直剪儀上展開(kāi)。制樣時(shí)，先將粉砂土過(guò)2 mm篩，按方案計(jì)量土、凝膠材料和水的用量，然后將土與凝膠材料混拌均勻再加水充分拌合，最后分多次裝入制樣模具。每次裝土前，試樣表面鑿毛，以保證制樣均勻、連續(xù)。

1.3.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

依據(jù)JGJ 79—2012《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，對(duì)28 d試樁進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鉆芯取樣，鉆頭直徑不小于101 mm，芯樣直徑不小于80 mm。為驗(yàn)證復(fù)合穩(wěn)定土固化效果，參照J(rèn)GJ/T 233—2011《水泥土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》，采用小型車床JWL—1018將芯樣切割為直徑、高度均為9.5 cm的圓柱樣和頂徑7 cm、底徑8 cm、高3 cm的圓臺(tái)樣，開(kāi)展抗壓強(qiáng)度和滲透性測(cè)試。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 赤泥磷石膏最優(yōu)配比

圖4為不同赤泥磷石膏混比下浸水試樣上清液的pH測(cè)試結(jié)果?？梢钥吹诫S著赤泥相對(duì)比例減少，其水溶液pH逐漸由堿性過(guò)渡到酸性，赤泥與磷石膏7∶1時(shí)兩者pH恰好為中性。因此，為最大限度利用赤泥和磷石膏，二者最佳配比可選用7∶1。

2.2 赤泥磷石膏替代水泥最佳比例

圖5為不同赤泥磷石膏替代水泥比例下的抗壓強(qiáng)度變化?？芍谝欢ǚ秶鷥?nèi)，隨著赤泥磷石膏替代水泥比例增加，復(fù)合穩(wěn)定土強(qiáng)度不斷增大。這可能是因?yàn)閴A性條件下隨赤泥磷石膏替代量增加，赤泥在弱堿環(huán)境中形成的SiO^2-₃、AlO^-₂和磷石膏、水泥水化形成的Ca²⁺結(jié)合，形成了CaSiO₃和2CaO·Al₂O₃膠凝物質(zhì)，從而使土體性能不斷改善。當(dāng)赤泥磷石膏替代水泥比例超過(guò)一定水平后，復(fù)合穩(wěn)定土強(qiáng)度隨赤泥磷石膏替代量的增加不增反降。這可能是因?yàn)?，雖然赤泥能提供SiO^-2₃和AlO^-1₂，磷石膏和水泥能提供Ca元素，但赤泥中SiO₂和Al₂O₃的活化需要較長(zhǎng)時(shí)間，過(guò)多的Ca元素則會(huì)在堿性環(huán)境下生成Ca（OH）₂，引起土體局部干縮和開(kāi)裂，從而導(dǎo)致土體強(qiáng)度降低。總的來(lái)講，當(dāng)水泥與赤泥磷石膏比例為10∶5時(shí)，復(fù)合穩(wěn)定土強(qiáng)度達(dá)到最高。因此，在綜合考慮復(fù)合穩(wěn)定土力學(xué)性能、盡可能多地消耗赤泥磷石膏以及促進(jìn)資源節(jié)約和環(huán)境友好等目標(biāo)下，可用赤泥磷石膏替代1/3水泥用量，也即水泥∶赤泥∶磷石膏摻比為16∶7∶1。

2.3 復(fù)合穩(wěn)定土強(qiáng)度隨凝膠總摻量的變化

圖6為水泥赤泥磷石膏復(fù)合穩(wěn)定土強(qiáng)度隨凝膠總摻量的變化?？梢钥吹綇?fù)合穩(wěn)定土和水泥土抗壓強(qiáng)度均隨凝膠總摻量增加而線性增長(zhǎng)，并在凝膠總摻量約為15%時(shí)強(qiáng)度相當(dāng)。同種工況條件下，當(dāng)凝膠總摻量不大于15%時(shí)，復(fù)合土強(qiáng)度高于水泥土；當(dāng)凝膠總摻量大于15%時(shí)，復(fù)合土強(qiáng)度弱于水泥土，且隨著凝膠總摻量越高，兩者差距越大。因此，從最大限度利用赤泥磷石膏和不影響穩(wěn)定土性能來(lái)講，復(fù)合穩(wěn)定土中凝膠摻量應(yīng)小于15%。

2.4 復(fù)合穩(wěn)定土強(qiáng)度隨水灰比的變化

圖7為不同水灰比下復(fù)合穩(wěn)定土的強(qiáng)度變化。可以看到復(fù)合穩(wěn)定土抗壓強(qiáng)度隨水灰比增大而減小。這是因?yàn)樗冶鹊脑龃筇岣吡藦?fù)合穩(wěn)定土中的初始含水率。當(dāng)復(fù)合穩(wěn)定土初始含水率過(guò)高時(shí)，其內(nèi)部將殘存大量不參與凝膠水化的游離水分子，當(dāng)這些水分子在土體硬化后期被排入空氣，將殘留大量孔隙，導(dǎo)致穩(wěn)定土體結(jié)構(gòu)密實(shí)性降低，土體強(qiáng)度因此減小。與此同時(shí)，考慮到水灰比過(guò)小易使凝膠物質(zhì)水化反應(yīng)不充分，且試驗(yàn)中水灰比0.8的復(fù)合穩(wěn)定土其強(qiáng)度較0.6時(shí)略有降低，因此選定最佳水灰比為0.8。

2.5 復(fù)合穩(wěn)定土強(qiáng)度隨養(yǎng)護(hù)齡期的變化

圖8為凝膠材料摻量15%的復(fù)合穩(wěn)定土、水泥摻量10%和15%的水泥土在不同養(yǎng)護(hù)齡期下的抗壓強(qiáng)度變化?？芍?，凝膠材料摻量15%的復(fù)合穩(wěn)定土和水泥土的強(qiáng)度遠(yuǎn)大于凝膠摻量10%的水泥土，且隨著養(yǎng)護(hù)齡期發(fā)展，復(fù)合穩(wěn)定土強(qiáng)度先高后低，這表明赤泥磷石膏的加入可促進(jìn)復(fù)合穩(wěn)定土早期強(qiáng)度的形成，但其后期強(qiáng)度卻可能因赤泥磷石膏中硅鋁成分活性降低而滯后。凝膠摻量15%的復(fù)合穩(wěn)定土其強(qiáng)度在整個(gè)養(yǎng)護(hù)齡期均高于凝膠摻量10%的水泥土，這直接證明了赤泥磷石膏加入對(duì)水泥水化的促進(jìn)作用。

3 固化性能評(píng)價(jià)

3.1 抗壓強(qiáng)度

圖9為凝膠摻量15%的復(fù)合穩(wěn)定土和純水泥土在不同齡期下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線和抗壓強(qiáng)度?？梢钥闯?，復(fù)合穩(wěn)定土早期抗壓強(qiáng)度約是純水泥土強(qiáng)度的1.11倍，但其早期剛度卻小于水泥土；相反地，復(fù)合穩(wěn)定土后期強(qiáng)度卻弱于純水泥土，約為純水泥土的0.79倍，但兩者剛度較為相近。上述情況表明，赤泥磷石膏復(fù)合穩(wěn)定土韌性要弱于純水泥土。

3.2 抗拉強(qiáng)度

圖10為凝膠摻量15%的復(fù)合穩(wěn)定土和純水泥土在不同齡期下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線和抗拉強(qiáng)度。可以看出，相同齡期下，復(fù)合穩(wěn)定土劈裂抗拉強(qiáng)度均略高于水泥土，7 d和28 d齡期下復(fù)合穩(wěn)定土抗劈裂強(qiáng)度分別約為水泥土的1.09倍和1.02倍，也即隨著養(yǎng)護(hù)齡期發(fā)展，兩者抗拉性能趨于相近。一般來(lái)講，巖土材料的抗拉性能與抗壓性能近似存在正相關(guān)關(guān)系，即抗壓強(qiáng)度越高，抗拉性能也相對(duì)越好。理論上講，隨著養(yǎng)護(hù)齡期發(fā)展，相同齡期復(fù)合穩(wěn)定土抗壓強(qiáng)度將逐步低于水泥土，但該試驗(yàn)結(jié)果卻顯示兩者相近。因此，可推知赤泥磷石膏對(duì)穩(wěn)定土抗拉性能的改善應(yīng)該要比抗壓性能的改善更具優(yōu)勢(shì)。

3.3 抗剪強(qiáng)度

對(duì)凝膠摻量15%、不同齡期復(fù)合穩(wěn)定土和純水泥土開(kāi)展直剪強(qiáng)度測(cè)試。結(jié)果表明，在早齡期，復(fù)合穩(wěn)定土內(nèi)摩擦角高于純水泥土，黏聚力低于純水泥土；但隨養(yǎng)護(hù)齡期發(fā)展，這一結(jié)果發(fā)生反轉(zhuǎn)（表2）。究其緣由可能是，水泥赤泥磷石膏復(fù)合形成膠凝過(guò)程中有效消耗了水泥水化副產(chǎn)物Ca（OH）₂。由于水泥水化殘留的大量Ca（OH）₂是導(dǎo)致水泥土開(kāi)裂的最主要因素，而復(fù)合穩(wěn)定土中赤泥和磷石膏的摻入則在養(yǎng)護(hù)后期有效消耗這一成分，其內(nèi)殘余Ca（OH）₂更少，復(fù)合穩(wěn)定土在微觀上完整性因此更好，抗剪性能劣勢(shì)發(fā)生改變。

4 現(xiàn)場(chǎng)效果驗(yàn)證

4.1 工程概況

張家港220 kV晨陽(yáng)至晨港線路工程-電纜入地土建工程位于蘇州市金港鎮(zhèn)，施工區(qū)域地層土由第四系全新統(tǒng)沖積成因的粉質(zhì)黏土、粉土夾粉砂、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉砂等組成，工區(qū)地下水位常年穩(wěn)定在0.50～2.50 m，施工范圍以粉砂地層最為分布廣泛，富水，且滲透性較好。為保證基坑安全，采用高壓旋噴樁施作止水帷幕。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)施工

圖11為參照現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方案制備的3種漿液，其流動(dòng)性大小依次水泥漿液gt;水泥偏高嶺土復(fù)合漿液gt;水泥赤泥磷石膏復(fù)合漿液。圖12為現(xiàn)場(chǎng)施作情況，實(shí)際注漿施工鉆桿轉(zhuǎn)速10 r/min，提速0.2 m/min，穩(wěn)定噴漿壓力均超20 MPa。

4.3 抽芯抗壓強(qiáng)度

圖13為純水泥、水泥+偏高嶺土、水泥+赤泥+磷石膏注漿富水粉砂層抽芯取樣抗壓強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果（3個(gè)平行測(cè)試）。可知，三者大小依次為水泥+赤泥+磷石膏gt;水泥+偏高嶺土gt;純水泥，其28 d抗壓強(qiáng)度均超2.5 MPa，遠(yuǎn)超規(guī)范要求0.8 MPa。圖14表明，3種注漿粉砂土試樣破壞均傾向于脆性劈裂破壞。

4.4 抽芯抗?jié)B性能

圖15為純水泥、水泥+偏高嶺土、水泥+赤泥+磷石膏注漿富水粉砂層抽芯取樣抗?jié)B測(cè)試結(jié)果（3個(gè)平行測(cè)試）。由圖15可知，3種材料滲透系數(shù)大小依次為赤泥+磷石膏+水泥l(xiāng)t;水泥+偏高嶺土lt;純水泥，其中，水泥+赤泥+磷石膏復(fù)合穩(wěn)定土滲透系數(shù)最小為1.4×10^-7 cm/s，遠(yuǎn)低于規(guī)范準(zhǔn)許值1.0×10^-6 cm/s。

5 結(jié)論

尋找成本更低、性能優(yōu)異、綠色環(huán)保的工程用土體固化劑是減少水泥用量、節(jié)約資源消耗的關(guān)鍵。通過(guò)化學(xué)中和、力學(xué)強(qiáng)度試驗(yàn)研究水泥赤泥磷石膏復(fù)合穩(wěn)定粉砂土的配比設(shè)計(jì)及其性能受凝膠摻量、水灰比、齡期的影響，對(duì)比論證水泥赤泥磷石膏對(duì)粉砂土的復(fù)合固化效果，得到如下主要結(jié)論。

（1）水泥∶赤泥∶磷石膏最佳摻比為16∶7∶1，可節(jié)約1/3水泥用量，從最大限度利用赤泥磷石膏和不影響穩(wěn)定土性能講，復(fù)合穩(wěn)定土中凝膠摻量應(yīng)小于15%，可選最佳水灰比為0.8。

（2）水泥赤泥磷石膏復(fù)合穩(wěn)定土抗壓強(qiáng)度隨養(yǎng)護(hù)齡期先快后緩發(fā)展，且相較于相同水泥用量穩(wěn)定土，其抗拉壓剪性能均具優(yōu)勢(shì)；現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)顯示，水泥赤泥磷石膏復(fù)合穩(wěn)定土抗壓、抗?jié)B性能優(yōu)于水泥+偏高嶺土和純水泥情形，且遠(yuǎn)超規(guī)范準(zhǔn)許值。

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（編輯：胡旭東）