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    堿激發(fā)劑對(duì)地聚物固化黃土工程特性的影響

    2021-06-15 06:03:08趙彥旭向俊燃呂擎峰單小康
    關(guān)鍵詞:波美水玻璃模數(shù)

    趙彥旭,向俊燃,呂擎峰,單小康,陳 臆

    (1.中鐵二十一局集團(tuán)有限公司,蘭州 730070; 2.蘭州大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院,西部災(zāi)害與環(huán)境力學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,蘭州 730000)

    目前黃土固化主要包含物理固化與化學(xué)固化[1]. 物理固化包括強(qiáng)夯法、擠密樁法和預(yù)浸水法等,化學(xué)固化則通過(guò)添加水泥、二灰、水玻璃等無(wú)機(jī)固化劑實(shí)現(xiàn)[2]. 在上述傳統(tǒng)無(wú)機(jī)固化劑的基礎(chǔ)上,逐漸以纖維材料[3]、地聚物[4]等環(huán)保再生材料為主作為土體固化劑. 地聚物通過(guò)堿激發(fā)劑激發(fā)硅鋁質(zhì)原料(堿- 硅鋁酸鹽反應(yīng))生成,具有低CO2排放、性能優(yōu)良的特點(diǎn),是一種綠色膠凝材料. 粉煤灰作為一種地聚物的原料,其主要成分為SiO2、Al2O3、CaO,但其玻璃體外殼性質(zhì)穩(wěn)定,不易水化,而水玻璃作為一種堿激發(fā)劑,能破壞粉煤灰玻璃體結(jié)構(gòu)的Al—O鍵、Si—O鍵,使粉煤灰潛在活性得以釋放[5]. 水玻璃堿激發(fā)粉煤灰基地聚物作為一種礦物地聚物,能有效利用工業(yè)固體廢棄物,國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)其在工程領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究.

    Ranjbar等[6]研究在不同基體體積比下?lián)饺胛摾w維對(duì)水玻璃堿激發(fā)粉煤灰基地聚物力學(xué)性能的影響. 試驗(yàn)表明,添加微細(xì)鋼纖維(micro steel fiber,MSF)可以顯著提高水玻璃堿激發(fā)粉煤灰基地聚物的極限抗彎承載力和延展性,同時(shí)不會(huì)對(duì)其極限抗壓強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響. Duan等[7]通過(guò)將鋸末(木屑)添加入水玻璃堿激發(fā)粉煤灰基地聚物中,發(fā)現(xiàn)木屑對(duì)地聚物后期的抗開(kāi)裂收縮、抗壓強(qiáng)度有積極作用,同時(shí),隨著木屑添加量的增加,孔隙率降低. Komljenovic等[8]通過(guò)不同堿激發(fā)劑激發(fā)粉煤灰,以抗壓強(qiáng)度為指標(biāo),發(fā)現(xiàn)堿當(dāng)量一定時(shí),NaOH+Na2SiO3堿激發(fā)效果最好. Al-Majidi等[9]通過(guò)水玻璃堿激發(fā)粉煤灰與高爐礦渣制備地聚物混凝土,改變其初期養(yǎng)護(hù)溫度為60 ℃,發(fā)現(xiàn)前期抗壓強(qiáng)度有很大提高,但28 d抗壓強(qiáng)度與室溫養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度基本一致. Zhang等[10]以水玻璃堿激發(fā)偏高嶺土、粉煤灰、偏高嶺土- 粉煤灰混合物,通過(guò)一系列試驗(yàn)評(píng)估比較其力學(xué)性能和熱性能. 試驗(yàn)表明,粉煤灰基地聚物由于微觀孔隙的存在,其抗壓強(qiáng)度低但耐熱性高于偏高嶺土,而偏高嶺土- 粉煤灰復(fù)合地聚物則具備較高的強(qiáng)度和耐熱性. Oderji等[11]研究相對(duì)濕度對(duì)水玻璃堿激發(fā)粉煤灰基地聚物的影響,試驗(yàn)表明,相對(duì)濕度為70%時(shí),其抗壓抗彎性能得到提升. 侯云芬等[12]研究水玻璃模數(shù)、含固量對(duì)粉煤灰基地聚物抗壓強(qiáng)度的影響,發(fā)現(xiàn)水玻璃模數(shù)為1.4時(shí),抗壓強(qiáng)度最高;含固量越高,抗壓強(qiáng)度越高,并借助X射線衍射分析(X-raydiffraction,XRD)、傅里葉變換紅外光譜儀(Fourier transform infrared spectromete,FTIR)對(duì)其機(jī)理進(jìn)行解釋. 謝子令等[13]研究養(yǎng)護(hù)溫度及時(shí)間對(duì)水玻璃堿激發(fā)粉煤灰基地聚物混凝土強(qiáng)度發(fā)展的影響. 試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在20~80 ℃時(shí),提高養(yǎng)護(hù)溫度可以線性提高粉煤灰基地聚物混凝土的抗壓強(qiáng)度,而地聚物混凝土的抗壓強(qiáng)度隨齡期延長(zhǎng)呈近指數(shù)函數(shù)增大,并最終趨于穩(wěn)定. 呂擎峰等[14]以水玻璃堿激發(fā)粉煤灰基地聚物固化硫酸鹽漬土,研究其對(duì)固化硫酸鹽漬土強(qiáng)度的影響,并分析探討其固化機(jī)制. 陳瀟等[15]綜合分析硅鋁基質(zhì)種類(lèi)、堿激發(fā)劑性質(zhì)、養(yǎng)護(hù)制度對(duì)地聚物力學(xué)性能的影響. 目前,水玻璃堿激發(fā)粉煤灰基地聚物多用于改良水泥、混凝土,其應(yīng)用于固化黃土的研究相對(duì)較少,而工程上黃土的固化改良一般采用水泥材料,強(qiáng)度耐久性和環(huán)保性較差,采用堿激發(fā)地聚物可以提高強(qiáng)度的同時(shí)具有綠色環(huán)保的優(yōu)勢(shì).

    本文以不同模數(shù)、波美度的水玻璃堿激發(fā)粉煤灰基地聚物進(jìn)行黃土固化. 通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、直剪試驗(yàn)、崩解試驗(yàn)及吸水性試驗(yàn)研究其對(duì)固化黃土的工程特性的影響,通過(guò)掃描電鏡(scanning electron microscope,SEM)、全自動(dòng)化表面積及孔徑分析儀(brunner-emmet-teller measurement,BET)試驗(yàn)研究其對(duì)固化黃土微觀結(jié)構(gòu)的影響并進(jìn)行相關(guān)分析.

    1 試樣制備和試驗(yàn)方法

    1.1 試驗(yàn)材料

    表1 試驗(yàn)黃土的基本物理指標(biāo)

    表2 水玻璃基本參數(shù)

    表3 粉煤灰主要化學(xué)成分

    1.2 試驗(yàn)方法

    根據(jù)以往研究[16],本次試驗(yàn)采用粉煤灰相對(duì)黃土的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%. 對(duì)水玻璃原液加入NaOH進(jìn)行模數(shù)調(diào)整,選用模數(shù)為1.5、2.0、3.2,按照工程上使用水玻璃濃度范圍,波美度選用20、25、30°Bé. 將試驗(yàn)黃土風(fēng)干碾碎,過(guò)5 mm篩后,與粉煤灰拌和均勻,攪拌均勻后立即輕型擊實(shí). 同一水玻璃參數(shù)的試樣,通過(guò)水玻璃中的含水量設(shè)置5個(gè)目標(biāo)含水率,以此保證試驗(yàn)過(guò)程中水玻璃參數(shù)不變,通過(guò)輕型擊實(shí)得出擊實(shí)曲線,研究水玻璃對(duì)固化黃土擊實(shí)特性的影響. 在最優(yōu)含水率的條件下,通過(guò)輕型擊實(shí)制樣,在室內(nèi)(溫度20 ℃,濕度55%)自然養(yǎng)護(hù)28 d后,進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、直剪試驗(yàn),研究水玻璃對(duì)固化黃土強(qiáng)度特性的影響,進(jìn)行崩解試驗(yàn)及吸水性試驗(yàn),研究水玻璃對(duì)固化黃土水理特性的影響.

    上述試驗(yàn)主要參照《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50123—2019). 其中抗壓強(qiáng)度試樣尺寸為直徑102 mm、高116 mm的輕型擊實(shí)圓柱體樣;抗剪強(qiáng)度試樣在輕型擊實(shí)制樣后,通過(guò)內(nèi)徑61.8 mm、高20 mm的環(huán)刀切樣,并在環(huán)刀中自然養(yǎng)護(hù);崩解試樣及吸水性試樣是將輕型擊實(shí)圓柱樣養(yǎng)護(hù)到期后切割成5 cm×5 cm×5 cm的立方體樣.

    2 黃土的擊實(shí)特性

    采用BKJ-Ⅲ型多功能電動(dòng)擊實(shí)儀進(jìn)行輕型擊實(shí)試驗(yàn),固化黃土最優(yōu)含水率、最大干密度與水玻璃模數(shù)、波美度的關(guān)系見(jiàn)圖1、2.

    圖1 擊實(shí)特性與水玻璃模數(shù)的關(guān)系Fig.1 Relationships between compaction properties of modulus of sodium silicate

    圖2 擊實(shí)特性與水玻璃波美度的關(guān)系Fig.2 Relationships between compaction properties of Baume degree of sodium silicate

    由圖1、2可見(jiàn),同一波美度水玻璃固化土的最優(yōu)含水率隨模數(shù)的增大而增大,增加量約為3.9%;最大干密度則隨模數(shù)的增加而降低,均降低約0.15 g/cm3. 同一模數(shù)下,固化土的最優(yōu)含水率隨波美度的增大而減小,均減小約0.5%;最大干密度則隨波美度的增大而增大,增加約0.04 g/cm3.

    模數(shù)、波美度均對(duì)黃土擊實(shí)特性有影響,但模數(shù)對(duì)黃土擊實(shí)特性的影響較波美度更顯著. 模數(shù)降低、波美度增加,其實(shí)質(zhì)都是使水玻璃中有效成分Na2O·nSiO2含量增多. Na2O·nSiO2作為可溶性的硅酸鹽,其含量增多,使土體中離子濃度增大,擴(kuò)散層厚度變薄,土顆粒結(jié)合水能力降低,一方面導(dǎo)致可塑性降低,最優(yōu)含水率下降,另一方面土粒間阻力減小,壓實(shí)時(shí)土粒易于移動(dòng)擠緊,孔隙減小,最大干密度提高.

    3 固化黃土的強(qiáng)度特性

    3.1 固化黃土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度

    采用CMT5504電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)試試樣養(yǎng)護(hù)28 d后的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度,加載速率為0.5 mm/min. 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度與水玻璃模數(shù)、波美度的關(guān)系見(jiàn)圖3、4.

    圖3 固化土抗壓強(qiáng)度與水玻璃模數(shù)的關(guān)系Fig.3 Relationships between the compressive strength of solidified soil and modulus of sodium silicate

    由圖3可見(jiàn),3種波美度的固化黃土,其抗壓強(qiáng)度均隨模數(shù)的升高而降低;相同模數(shù)下,波美度越高,其抗壓強(qiáng)度越高,最高提升了159.22%;相同模數(shù)下,25~30°Bé時(shí),抗壓強(qiáng)度的提高幅度大于20~25°Bé.

    小克里姆林宮既然是沙俄時(shí)代阿斯特拉罕衙署所在地,這里同樣也發(fā)生了諸多與留居伏爾加河的卡爾梅克人相關(guān)的政治大事,諸如:

    由圖4可見(jiàn),3種模數(shù)的固化黃土,其抗壓強(qiáng)度均隨波美度的增加而提高,最高強(qiáng)度達(dá)3.42 MPa;25~30°Bé段抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)率大于20~25°Bé段;同一波美度下,模數(shù)越低,抗壓強(qiáng)度越高,最高提升了102.74%.

    圖4 固化土抗壓強(qiáng)度與水玻璃波美度的關(guān)系Fig.4 Relationships between the compressive strength of solidified soil and Baume degree of sodium silicate

    3.2 固化黃土的抗剪強(qiáng)度

    采用ZJ型應(yīng)變控制式直剪儀測(cè)試試樣養(yǎng)護(hù)28 d后的抗剪強(qiáng)度,采用快剪,剪切速度為0.8 mm/min,垂直壓力設(shè)為100、200、300、400 kPa. 固化黃土的黏聚力、內(nèi)摩擦角與水玻璃模數(shù)、波美度的關(guān)系見(jiàn)圖5、6.

    由圖5可見(jiàn),3種波美度的固化土,黏聚力均隨模數(shù)的增加而降低;模數(shù)為2.0~3.2時(shí),黏聚力降低幅度變??;同一模數(shù)下,波美度越高,黏聚力越高,但波美度為20、25°Bé時(shí)黏聚力相近,30°Bé時(shí)黏聚力有較大提升. 內(nèi)摩擦角隨著模數(shù)的變化規(guī)律不顯著,在10°范圍內(nèi)波動(dòng),表明模數(shù)對(duì)內(nèi)摩擦角影響不大.

    圖5 固化土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)與水玻璃模數(shù)的關(guān)系Fig.5 Relationships between the shear strength index of solidified soil and modulus of sodium silicate

    由圖6可見(jiàn),3種模數(shù)的固化土,黏聚力均隨波美度的增加而升高,且25~30°Bé時(shí),黏聚力提高幅度更大,最大黏聚力為548.17 kPa;同一波美度下,模數(shù)越低,黏聚力越高,但模數(shù)為2.0、3.2時(shí)黏聚力相近,模數(shù)為1.5時(shí)提升較大. 內(nèi)摩擦角則隨著波美度的增加先增加后減小,波動(dòng)范圍10°以?xún)?nèi),說(shuō)明波美度對(duì)內(nèi)摩擦角影響不大.

    圖6 固化土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)與水玻璃波美度的關(guān)系Fig.6 Relationships between the shear strength index of solidified soil and Baume degree of sodium silicate

    4 固化黃土的崩解性和吸水性

    4.1 固化黃土的崩解性

    提高水理特性是黃土固化應(yīng)用的主要目標(biāo)之一. 崩解試驗(yàn)結(jié)束后,僅模數(shù)為3.2、波美度為20°Bé的固化黃土崩解破壞,其余試樣均未崩解破壞. 各試樣的崩解曲線(崩解率- 時(shí)間曲線)見(jiàn)圖7,其中崩解率是指土樣崩解過(guò)程中崩解掉落部分土體(崩解體)質(zhì)量與土樣未開(kāi)始崩解前的質(zhì)量之比,計(jì)算方法為

    (1)

    式中:Dt是指崩解過(guò)程中,任意時(shí)刻土體的崩解率,%;Md是指崩解掉落部分土體質(zhì)量,g;Ms是指土樣未開(kāi)始崩解前的質(zhì)量,g;Mud是指未崩解部分土體質(zhì)量,g.

    由圖7(a)可見(jiàn),破壞試樣崩解曲線與其他試樣存在明顯差別,在前2 min,試樣大量吸水并逸出氣泡,使崩解率急速下降,試驗(yàn)浸濕,而后試樣軟化,并在20 min后以鱗片狀崩解解離,直至120 min左右崩解結(jié)束,但試樣并未徹底崩解為淤泥狀或黏流黏塑狀,內(nèi)部存在部分未解離的土體,形成崩解核.

    對(duì)于未崩解破壞的試樣,崩解曲線趨勢(shì)相近,見(jiàn)圖7(b),均在前15 min內(nèi)因吸水使崩解率下降,而后崩解率基本保持不變. 但各試樣最終穩(wěn)定的崩解率與浸濕階段持續(xù)時(shí)間(崩解速率)存在差別.

    圖7 不同模數(shù)、波美度水玻璃固化黃土的崩解曲線Fig.7 Disintegration curve of sodium silicate solidified loess with different moduli and Baume degrees

    土體崩解是土體(土顆粒)受到的崩解力大于其與母體的連接力所致. 模數(shù)為3.2、波美度為20°Bé的固化黃土其崩解過(guò)程中崩解力占優(yōu),因而崩解破壞,但地聚物凝膠改善了土體的膠結(jié)狀態(tài),使其仍具備一定的黏聚力,并形成了崩解核,最終崩解率未達(dá)100%也源于此. 對(duì)于其他試樣,由于水玻璃模數(shù)更低、波美度更高,堿激發(fā)粉煤灰形成了更多的地聚物凝膠,土體間連接力更強(qiáng),使土體崩解脫落變得相對(duì)困難. 此外,浸入土體內(nèi)的水,既可削弱土顆粒間的膠結(jié)力,對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用,同時(shí)又能促進(jìn)未水化粉煤灰進(jìn)一步反應(yīng),對(duì)土體結(jié)構(gòu)具有積極作用. 水對(duì)土體的侵蝕破壞與對(duì)未反應(yīng)粉煤灰的二次堿激發(fā)作用并存,但由于土顆粒被大量地聚物凝膠包裹,其破壞作用小于粉煤灰二次堿激發(fā)作用與地聚物凝膠對(duì)土體連接力的改善作用,故土樣崩解性減弱.

    4.2 固化黃土的吸水性

    為了更全面體現(xiàn)水玻璃模數(shù)、波美度對(duì)固化黃土水理特性的影響,參照《工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50266—2013)對(duì)崩解性較弱的各試樣進(jìn)行吸水性試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4.

    表4 不同模數(shù)、波美度水玻璃固化黃土的吸水率

    由表4可見(jiàn),不同模數(shù)的固化黃土,其自然吸水率、飽和吸水率均隨水玻璃波美度的升高而降低. 不同波美度的固化黃土,其自然吸水率、飽和吸水率均隨著水玻璃模數(shù)的增大而升高. 同時(shí),各固化黃土試樣,其飽和吸水率較自然吸水率高3%左右,相差不大.

    水玻璃模數(shù)越小、波美度越高的試樣,由于更多地聚物凝膠的形成,使其內(nèi)部孔(空)隙被凝膠充填,減弱了孔隙發(fā)育度,孔隙率更低,降低了其自然吸水率、飽和吸水率. 同時(shí),地聚物凝膠的存在,減少了土體內(nèi)部的開(kāi)孔(交聯(lián)孔),使大孔隙體積減少,形成了更多的微觀孔隙,提高了微觀孔隙的占比[10],這使得土體在自然吸水條件下幾近飽和,故自然吸水率與飽和吸水率相差不大.

    5 微觀結(jié)構(gòu)特征分析

    5.1 SEM

    采用Apreo S掃描電子顯微鏡進(jìn)行測(cè)試,加速電流30.00 kV,束流大小為0.40 nA. 部分不同模數(shù)、波美度水玻璃固化黃土的SEM圖像見(jiàn)圖8.

    1—未反應(yīng)的粉煤灰; 2—凝膠物質(zhì); 3—土顆粒; 4—粒間孔隙; 5—架空孔隙. 圖8 不同模數(shù)、波美度水玻璃下固化黃土SEM圖像(×1 000)Fig.8 SEM photographs of sodium silicate solidified loess with different moduli and Baume degrees

    由圖8可見(jiàn),不同土樣均含有部分未完全水化的粉煤灰圓珠顆粒,充填在土體孔隙中;凝膠包裹吸附在骨架顆粒周?chē)?,增?qiáng)了土顆粒間的膠結(jié)作用,減小了大孔隙體積,但各土樣仍不同程度地存在粒間孔隙或架空孔隙.

    不同波美度、模數(shù)固化黃土的SEM圖像具有明顯區(qū)別. 強(qiáng)度最低的固化黃土(見(jiàn)圖8(e))中地聚物凝膠較少,存在棱角狀土顆粒,具有明顯的架空孔隙,最大孔徑可達(dá)150 μm,粒間孔隙多且連通性較好. 強(qiáng)度最高的固化土樣(見(jiàn)圖8(c)),其骨架顆粒四周有大量凝膠生成,改變了孔隙結(jié)構(gòu),以粒間孔隙為主,且數(shù)量較少,凝膠包裹在骨架顆粒周?chē)?,使土顆粒間接觸面積增大,相互黏結(jié)為整體,提高了強(qiáng)度.

    同一模數(shù)下,隨著水玻璃波美度的升高,土體中凝膠物質(zhì)數(shù)量增多,孔隙由架空孔隙逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榱ig孔隙,土顆粒由棱角狀逐漸過(guò)渡為次圓狀,土顆粒因更多凝膠的包裹,骨架顆粒間的膠結(jié)作用得以加強(qiáng). 同一波美度下,隨著水玻璃模數(shù)的降低,具有上述類(lèi)似的變化. 凝膠物質(zhì)改善了土體孔隙結(jié)構(gòu),使土骨架顆粒接觸面積增大,凝膠物質(zhì)對(duì)土顆粒的包裹作用及其數(shù)量是影響固化黃土強(qiáng)度的主因.

    5.2 BET

    采用ASAP 2020M和TriStar Ⅱ 3020型物理吸附儀在90 ℃進(jìn)行氮?dú)馕摳綔y(cè)試,吸脫附時(shí)間為12 h. 不同模數(shù)、波美度水玻璃固化黃土微結(jié)構(gòu)參數(shù)見(jiàn)表5,BJH法dV/dD孔徑分布見(jiàn)圖9.

    圖9 不同模數(shù)、波美度水玻璃下固化黃土的孔徑分布Fig.9 Pore size distribution of sodium silicate solidified loess with different moduli and Baume degrees

    從表5可以看出,同一模數(shù)下,土樣比表面積隨波美度的提高而增大,平均增幅為29.78%,平均孔徑隨波美度的提高而減小,平均降幅為10.10%;同一波美度下,土樣比表面積隨模數(shù)的減小而增大,平均增幅為60.39%,平均孔徑隨模數(shù)的減小而降低,平均降幅為29.60%,表明模數(shù)對(duì)固化土孔隙結(jié)構(gòu)的影響較波美度更顯著,而孔隙體積則變化不大,為0.014 cm3/g左右.

    表5 不同模數(shù)、波美度水玻璃固化黃土孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)

    由圖9可見(jiàn),固化黃土的孔徑分布圖趨勢(shì)相近,均為單峰分布,孔徑分布相對(duì)均勻,集中在2~32 nm區(qū)間,以介孔為主,且最可幾孔徑(峰值孔徑)均為4 nm左右. 同時(shí),水玻璃模數(shù)越低、波美度越高,固化黃土2~4 nm孔徑的孔體積越大,表明形成了更多小于4 nm的孔隙.

    6 機(jī)理分析

    水玻璃模數(shù)越低、波美度越高,其水解過(guò)程使OH-、Na+的濃度增加,堿性環(huán)境增強(qiáng),提高了粉煤灰的溶解度,使更多活性SiO2、Al2O3參與反應(yīng),生成的硅鋁酸鈉等凝膠產(chǎn)物增多,膠結(jié)作用進(jìn)一步加強(qiáng),改善了孔隙結(jié)構(gòu),土體抗壓強(qiáng)度和黏聚力得以提高. 對(duì)于內(nèi)摩擦角,凝膠產(chǎn)物的增多使土顆粒間咬合作用變得緊密,內(nèi)摩擦角增大;但離子濃度增加,擴(kuò)散層厚度變薄,水的潤(rùn)滑作用增強(qiáng),土顆粒間滑動(dòng)摩擦力減小,內(nèi)摩擦角減小,土體內(nèi)摩擦角變化不大正是兩方面平衡的結(jié)果.

    7 結(jié)論

    1) 水玻璃對(duì)固化黃土的擊實(shí)特性影響顯著,隨模數(shù)降低、波美度增大,固化黃土最優(yōu)含水率線性降低、最大干密度增加,且模數(shù)較波美度對(duì)擊實(shí)特性的影響更顯著.

    2) 隨著水玻璃模數(shù)降低、波美度增大,水玻璃堿激發(fā)粉煤灰基地聚物固化黃土的抗壓強(qiáng)度增大,最高為3.42 MPa,黏聚力增大,最高為548.17 kPa.

    3) 水玻璃模數(shù)越低、波美度越大,地聚物固化黃土的崩解性越弱(僅模數(shù)為3.2、波美度為20°Bé的固化黃土崩解破壞),自然吸水率、飽和吸水率越低.

    4) 微觀結(jié)構(gòu)上,水玻璃堿激發(fā)粉煤灰生成的硅鋁酸鈉等凝膠產(chǎn)物包裹充填于土顆粒間,相互膠結(jié)形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),改善了孔徑分布與孔隙結(jié)構(gòu). 水玻璃模數(shù)越小、波美度越高,固化黃土的平均孔徑越小,比表面積越大,2~4 nm的納米級(jí)孔隙體積越大.

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