氯氧鎂水泥固化淤泥力學(xué)性能試驗(yàn)與微觀機(jī)理研究

孫 陽, 劉 文 化, 李 吳 剛, 洪 國 錢, 桑 進(jìn), 陶 陽

(江南大學(xué) 環(huán)境與土木工程學(xué)院, 江蘇 無錫 214122)

0 引 言

東部沿海地區(qū)湖泊眾多、河道縱橫,為保證湖泊、河道的蓄水能力和通航能力,改善湖泊水質(zhì),我國每年都開展大規(guī)模的疏浚清淤工程,從而產(chǎn)生大量的疏浚淤泥[1].疏浚淤泥由于孔隙大、含水量高、強(qiáng)度低、壓縮性高,在工程上難以直接利用,其棄置問題帶來了沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和環(huán)境壓力.為實(shí)現(xiàn)疏浚淤泥的無害化處理以及資源化利用,目前國內(nèi)外經(jīng)常采用水泥固化法[2],但硅酸鹽水泥的生成也帶來了嚴(yán)重的資源消耗和環(huán)境污染.水泥生產(chǎn)中煅燒溫度高(>1 450 ℃)且每生產(chǎn)1 t水泥熟料需消耗0.13 t黏土、0.95 t石灰石、0.11 t標(biāo)準(zhǔn)煤[3].據(jù)統(tǒng)計(jì),水泥工業(yè)的CO2排放量已占我國CO2排放量的14%,占全球CO2排放量的7%[4-5].我國提出CO2排放力爭于2030年前達(dá)到峰值,努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和.以高資源消耗和高環(huán)境污染的硅酸鹽水泥為固化劑對淤泥進(jìn)行無害化處理及資源化利用與該目標(biāo)有所違背.因此,尋求固化性能優(yōu)越、環(huán)境污染小的新型環(huán)保固化材料對疏浚淤泥固化處理是一個(gè)亟需解決的技術(shù)難題.

氯氧鎂水泥(MOC)是由MgO-MgCl2-H2O組成的氣硬性材料,其主要產(chǎn)物為水鎂石(Mg(OH)2)、三相(3Mg(OH)2·MgCl2·8H2O)、五相(5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O),其中三相與五相呈針狀[6].MOC與硅酸鹽水泥材料相比,具有早期強(qiáng)度高、密度低、耐磨耐火、抗鹽鹵腐蝕、原料生產(chǎn)能耗少(輕燒氧化鎂粉煅燒溫度為700～900 ℃、氯化鎂由海水和鹽湖制鹽副產(chǎn)物加工而成)等特點(diǎn)[7-9].然而,將MOC作為土壤固化劑的研究仍處于起步階段,相關(guān)的反應(yīng)機(jī)理尚未明確,且研究重點(diǎn)集中在對MOC固化土重金屬吸附能力以及抗鹽鹵侵蝕方面.Ma等[7]采用MOC固化污泥,發(fā)現(xiàn)MOC在提高污泥強(qiáng)度的同時(shí)具有良好的重金屬吸附能力.Pan等[10]利用MOC在鹵水中穩(wěn)定的性質(zhì),采用MOC固化超鹽漬土取得了良好的效果.MOC固化淤泥方面,王東星等[11-13]將MOC創(chuàng)新性地引入淤泥的資源化利用,研究了n(MgO)/n(MgCl2)、齡期、初始含水量、應(yīng)變速率等對MOC固化淤泥力學(xué)特性以及微觀結(jié)構(gòu)的影響.同時(shí)Wang等[14]在固化高含水量淤泥時(shí)指出水氯比(n(H2O)/n(MgCl2))過高導(dǎo)致固化效果不佳,部分試樣無法成型,需要進(jìn)行改性處理,并通過摻入工業(yè)廢料對MOC固化淤泥進(jìn)行改性且取得較好的效果.王東星等[11-14]的上述研究中水氯比未滿足Deng等[6,15]在同核堿式鹽水泥理論中提出的MOC凈漿中使三相、五相產(chǎn)物穩(wěn)定所需滿足最低濃度要求:n(MgCl2)/n(H2O)≥1/21,即最高水氯比為21,且遠(yuǎn)超于Li等[16]建議的MOC實(shí)際使用過程中的最優(yōu)水氯比范圍(12～18).上述研究表明:MOC固化淤泥水氯比區(qū)間及最優(yōu)水氯比尚不明確,故亟需加強(qiáng)水氯比對MOC固化淤泥力學(xué)性能及微觀響應(yīng)的探索.

為了彌補(bǔ)現(xiàn)有研究成果的不足,本文通過無側(cè)限抗壓強(qiáng)度(UCS)、酸堿度(pH)、掃描電鏡、X射線衍射等系列試驗(yàn),開展水氯比、MgO摻量對MOC固化淤泥力學(xué)性能以及微觀機(jī)理影響的研究,同時(shí)研究齡期對MOC固化淤泥強(qiáng)度的影響,為MOC固化淤泥應(yīng)用提供理論指導(dǎo).

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用淤泥取自無錫某施工工地,其基本物理性質(zhì)見表1.試驗(yàn)所用輕燒氧化鎂購自營口仲鼎智能科技有限公司,牌號為QM-85,A級,經(jīng)水合法[17]測定其為200目,活性為62%,主要化學(xué)成分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)見表2.MgCl2·6H2O購于上海啟仁化工有限公司,形狀為片狀,具體化學(xué)成分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)見表3.

表1 淤泥基本物理性質(zhì)

表2 輕燒氧化鎂化學(xué)成分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)

表3 MgCl2·6H2O化學(xué)成分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)

1.2 試樣制備

土樣烘干后磨碎,過2 mm篩.按照配比稱取相應(yīng)的原材料,先將輕燒氧化鎂粉與干土混合均勻,然后向輕燒氧化鎂粉-干土的混合物中倒入配制好的MgCl2·6H2O溶液,攪拌均勻使材料充分接觸,最后將其放入內(nèi)壁已涂好凡士林的39.1 mm×80 mm三瓣模中并分5～6層振搗,每層振動2 min以排除試樣中的氣泡.制備完成后在自然條件下養(yǎng)護(hù)1～2 h后拆模,然后放入恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)至設(shè)定齡期(溫度20 ℃,濕度60%).每組配比制備3個(gè)平行試樣.

1.3 試驗(yàn)方案

試樣的初始含水率設(shè)定為50%,接近1.2倍的液限,同時(shí)將MgCl2·6H2O中的結(jié)晶水納入初始含水率的計(jì)算,以保證固化淤泥初始含水率一致.為了研究水氯比、MgO摻量對MOC固化淤泥的影響,選取了5組在MOC凈漿中能夠保證五相和三相產(chǎn)物穩(wěn)定的水氯比,分別為16、17、18、19、20,輕燒氧化鎂摻量則為干土質(zhì)量的10%、15%、20%(w(MgO)=10%,15%,20%),設(shè)置養(yǎng)護(hù)齡期為7 d,在此基礎(chǔ)上,研究齡期對MOC固化淤泥強(qiáng)度的影響.選擇水氯比為16的試樣,設(shè)置養(yǎng)護(hù)齡期為1、3、7、14、28、60 d,以此明晰MOC的早強(qiáng)性能及其強(qiáng)度隨齡期的發(fā)展規(guī)律.

無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)采用SYLD-30型應(yīng)力-應(yīng)變控制式三軸剪切滲透試驗(yàn)儀,豎向加載速率設(shè)置為1 mm/min.pH試驗(yàn)采用雷磁PHS-25型pH計(jì).無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)后,將測試土樣粉碎,稱取10 g土樣,加入50 g蒸餾水,在振蕩器上振蕩3 min,靜置30 min,取上清液,用pH計(jì)多次測上清液的pH,取平均值.采用日立SU1510掃描電子顯微鏡,選取試樣內(nèi)部平整的斷面進(jìn)行SEM試驗(yàn).XRD試驗(yàn)采用德國布魯克AXS有限公司D2 PHASER,試樣碾碎后過0.075 mm標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行XRD試驗(yàn).圖1為試驗(yàn)流程示意圖.

圖1 試驗(yàn)流程示意圖

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度分析

2.1.1 水氯比、MgO摻量對無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響 圖2為不同MgO摻量下,水氯比對MOC固化淤泥無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響.可以看出,不同MgO摻量下MOC固化淤泥的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度均隨著水氯比的上升呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,最優(yōu)水氯比為17.上述試驗(yàn)現(xiàn)象可能與試樣中的Mg2+濃度以及試樣的pH有關(guān).根據(jù)同核堿式鹽水泥理論[6],MOC為一種同核堿式鹽水泥,產(chǎn)物五相和三相是通過多核水羥合鎂離子吸收OH-和Cl-而形成的,多核水羥合鎂離子穩(wěn)定且大量的生成與溶液中Mg2+濃度有關(guān),Mg2+濃度越高,多核水羥合鎂離子生成得越多,同時(shí)多核水羥合鎂離子吸收MgO生成的游離OH-保證MgO表面不被Mg(OH)2覆蓋而阻礙反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)展,促進(jìn)了更多Mg2+和OH-生成.Mg2+的產(chǎn)生進(jìn)一步保證了多核水羥合鎂離子的穩(wěn)定生成;OH-則保證了試樣的堿性環(huán)境,在防止三相和五相產(chǎn)物因pH較低而溶解性上升[18]的同時(shí)與多核水羥合鎂離子反應(yīng)生成更多的三相和五相產(chǎn)物.隨著水氯比的上升,試樣中Mg2+濃度降低,多核水羥合鎂離子的生成減少,抑制了MgO在MgCl2溶液中的反應(yīng),游離OH-減少,抑制了試樣的堿性環(huán)境,三相和五相產(chǎn)物減少,從而導(dǎo)致無側(cè)限抗壓強(qiáng)度下降.值得注意的是,水氯比為16的試樣強(qiáng)度相比水氯比為17時(shí)發(fā)生了下降,這是由于隨著水氯比的下降,MgCl2溶液的pH發(fā)生了下降,雖然該水氯比下Mg2+濃度最高,MgO在MgCl2溶液中反應(yīng)最徹底,但溶液自身pH較低,導(dǎo)致三相和五相產(chǎn)物溶解性上升,進(jìn)而使得此時(shí)試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度發(fā)生了下降.從圖2還可以看出,試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著MgO摻量的上升而上升.水氯比為17、18的試樣MgO摻量由10%提升至15%,強(qiáng)度提升較大,分別提升了2 165、2 287 kPa.隨著MgO摻量的進(jìn)一步提升,試樣的強(qiáng)度提升幅度有所放緩,MgO摻量由15%提升至20%,試樣強(qiáng)度分別提升了1 772、1 937 kPa.可見,MgO摻量達(dá)到15%時(shí),MOC所生成的產(chǎn)物已經(jīng)能夠較好地填充土體中的孔隙,且具有較高的強(qiáng)度.應(yīng)當(dāng)指出,水氯比為16和20的試樣強(qiáng)度隨MgO摻量的變化規(guī)律與上述規(guī)律存在略微差異,這兩組試樣強(qiáng)度的增量隨著MgO摻量的上升存在小幅增長,主要原因在于:水氯比為16的試樣,隨著MgO摻量的上升,堿性環(huán)境得以保證;而水氯比為20的試樣,隨著MgO摻量的上升,可供反應(yīng)的MgO增多,進(jìn)一步提升了溶液中的Mg2+濃度,促進(jìn)了反應(yīng)的進(jìn)行.

圖2 不同MgO摻量下水氯比對固化試樣無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響

2.1.2 齡期對無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響 圖3給出了不同MgO摻量下水氯比為16時(shí)MOC固化淤泥無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨齡期t的變化規(guī)律.10%、15%、20%MgO摻量下試樣養(yǎng)護(hù)1 d的強(qiáng)度分別達(dá)到養(yǎng)護(hù)7 d強(qiáng)度的46.8%、68.9%、80.0%.試樣養(yǎng)護(hù)7 d的強(qiáng)度更是達(dá)到試樣養(yǎng)護(hù)14 d強(qiáng)度的94%以上.可見MOC固化淤泥具有明顯的早強(qiáng)性能.且隨著MgO摻量的提高,試樣的早強(qiáng)性能更加明顯.

圖3 不同MgO摻量下養(yǎng)護(hù)齡期對固化試樣無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響

MOC固化淤泥的早強(qiáng)性能與五相和三相產(chǎn)物的生成速率有關(guān).五相產(chǎn)物較三相產(chǎn)物結(jié)晶快,能夠在混合后大約2 h開始產(chǎn)生,并且其針狀結(jié)構(gòu)能夠迅速填充孔隙,形成一個(gè)致密的空間結(jié)構(gòu)[19],使得土樣能夠在1～2 h脫模.隨后三相產(chǎn)物的產(chǎn)生進(jìn)一步填充了孔隙,因此MOC固化淤泥的強(qiáng)度能夠在前7 d有較快的上升.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,MgO與MgCl2溶液中以及土中的H+進(jìn)行中和反應(yīng),試樣中的堿性環(huán)境難以維持,試樣強(qiáng)度的上升在7 d后放緩,同時(shí)五相產(chǎn)物會因堿性環(huán)境的變?nèi)踹M(jìn)而向更穩(wěn)定的三相產(chǎn)物轉(zhuǎn)化,而三相產(chǎn)物的力學(xué)性能較五相產(chǎn)物差[20],因此MgO摻量為10%時(shí),由于五相產(chǎn)物較少,14 d后強(qiáng)度出現(xiàn)輕微下降,最后趨于穩(wěn)定;摻量為15%時(shí),生成了更多的五相產(chǎn)物,在14 d后強(qiáng)度發(fā)生了明顯的下降;摻量為20%時(shí),14 d后強(qiáng)度僅有小幅下降,但隨著反應(yīng)的進(jìn)行,MgO被消耗,試樣的堿性環(huán)境在28 d后難以維持,五相產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為三相產(chǎn)物,導(dǎo)致了強(qiáng)度的大幅度下降.

2.2 變形分析

2.2.1 應(yīng)力-應(yīng)變 圖4為固化試樣養(yǎng)護(hù)7 d后的應(yīng)力-應(yīng)變曲線.由圖可見,每個(gè)試樣的應(yīng)力在達(dá)到峰值后隨應(yīng)變的增長而迅速下降,呈現(xiàn)應(yīng)變軟化.MgO摻量越升高,試樣強(qiáng)度到達(dá)峰值后下降越迅速,脆性破壞越明顯,同時(shí)試樣的破壞應(yīng)變也隨之減小.這是由于隨著MgO摻量的提高,三相和五相產(chǎn)物增多,填充了土顆粒間的孔隙,并形成了致密的空間結(jié)構(gòu),增強(qiáng)了土體的膠結(jié)性,進(jìn)而導(dǎo)致試樣脆性上升,破壞應(yīng)變減小.從圖5試樣的破壞應(yīng)變(εf)能夠更加直觀地看出試樣的破壞應(yīng)變隨著MgO摻量的增加而減小,且均小于2%,MOC固化淤泥的脆性破壞顯著.值得注意的是,MgO破壞應(yīng)變的變化規(guī)律與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度一致,在MgO摻量達(dá)到15%以后破壞應(yīng)變下降的幅度減小,進(jìn)一步證明MgO摻量為15%時(shí),MOC已經(jīng)能夠很好地填充土顆粒間孔隙.

圖4 固化試樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線

圖5 固化試樣的破壞應(yīng)變

圖6給出了不同MgO摻量試樣的典型破壞情況.試樣破壞形態(tài)主要有剪切破壞和圓錐形破壞兩種.MgO摻量較低時(shí)(10%、15%)試樣呈現(xiàn)剪切破壞,隨著MgO摻量升高試樣破壞形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閳A錐形破壞.這是由于試樣受壓時(shí),上下兩個(gè)端面與試驗(yàn)設(shè)備產(chǎn)生摩擦力,促使試樣端部產(chǎn)生一個(gè)相當(dāng)于箍的約束作用,造成試樣在端部發(fā)生圓錐形剪切破壞.隨MgO摻量的升高,試樣無側(cè)限抗壓強(qiáng)度提高,所受的摩擦力也隨之上升,端部受到的約束變大,故MOC固化淤泥的破壞形態(tài)由剪切破壞轉(zhuǎn)變?yōu)閳A錐形破壞.

(a)w(MgO)=10%

2.2.2 彈性模量 選用彈性模量E50來表示養(yǎng)護(hù)7 d固化試樣的抵抗彈塑性變形的能力,其值為試樣50%峰值強(qiáng)度所對應(yīng)的應(yīng)力與應(yīng)變之比.圖7為養(yǎng)護(hù)齡期7 d條件下試驗(yàn)土樣的彈性模量E50隨MgO摻量的變化規(guī)律.結(jié)果表明:MOC固化淤泥的E50均隨MgO摻量的增加而增長,表明試樣的剛度隨MgO摻量增加而增大.隨著MgO摻量的增加,三相和五相產(chǎn)物很好地填充了土體孔隙進(jìn)而提升了試樣的剛度.

圖7 MgO摻量對彈性模量的影響

圖8給出了彈性模量與各試樣無側(cè)限抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系,由圖可得,試樣彈性模量與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的關(guān)系為E50=(63.2～93.7)qu;通過線性擬合,MOC固化土彈性模量與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的關(guān)系進(jìn)一步表達(dá)為E50=76.82qu,R2=0.986.研究者對MgO碳化固化土,水泥、石灰、粉煤灰固化海洋沉積土的彈性模量及無側(cè)限抗壓強(qiáng)度展開了研究,MgO碳化固化土的關(guān)系式為E50=(60～200)qu[21];水泥、石灰、粉煤灰固化海洋沉積土的關(guān)系式為E50=(60～170)qu[22];徐至鈞等[23]對日本3種不同土質(zhì)的彈性模量與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)不同種類的土與固化劑的關(guān)系式均為E50=(50～200)qu[23].對比本文試驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)有文獻(xiàn)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)MOC固化淤泥彈性模量與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度之比的下限與MgO碳化固化土以及水泥、石灰等固化土相近,但上限較現(xiàn)有研究結(jié)果低.考慮到初始含水率等因素的影響,MOC固化淤泥彈性模量與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度之比的上限有待進(jìn)一步研究.

圖8 彈性模量與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的關(guān)系

2.3 pH及微觀試驗(yàn)分析

圖9為養(yǎng)護(hù)7 d試樣的pH隨MgO摻量的變化規(guī)律.MOC呈堿性,pH為10～11[24],對土體的pH有一定的影響.經(jīng)過測定,試驗(yàn)用土上清液的pH為5.76,呈酸性.經(jīng)過MOC固化后,試樣上清液的pH均在9.3以上,可見MOC對土樣pH有很大影響.MOC固化淤泥的堿性環(huán)境主要由MgO提供,pH隨著MgO摻量的增加而增大.pH隨水氯比的變化與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的變化趨勢一致,隨著水氯比的上升,pH呈現(xiàn)先增長后下降的趨勢.這主要與Mg2+濃度以及MgCl2溶液濃度有關(guān).隨著水氯比的增長,Mg2+濃度下降,導(dǎo)致MgO無法充分反應(yīng),OH-生成減少,試樣的pH隨水氯比的增長而下降.式(1)、(2)為MgCl2的水解過程,從中可以看出,MgCl2溶液呈酸性,MgCl2溶液濃度越高,pH越低.水氯比為16的試樣,由于MgCl2溶液濃度較高,中和了部分由MgO提供的OH-,pH發(fā)生了下降,導(dǎo)致此時(shí)的pH低于水氯比為17時(shí)的pH.水氯比為17的試樣pH最高,進(jìn)一步證明其堿性環(huán)境維持了五相產(chǎn)物的穩(wěn)定,故而無側(cè)限抗壓強(qiáng)度較高.

圖9 MgO摻量對試樣pH的影響

[Mg(H2O)6]2+(aq)+2Cl-(aq)

(1)

[Mg(OH)(H2O)5]+(aq)+H+(aq)

(2)

圖10給出不同MgO摻量下養(yǎng)護(hù)7 d后固化試樣的SEM照片.從圖中可以看出,在水氯比為16的情況下,MgO摻量為10%、15%、20%的固化試樣均產(chǎn)生了針狀產(chǎn)物,產(chǎn)物在孔隙中交錯(cuò)延伸,填充了土顆粒間孔隙的同時(shí),形成的致密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)包裹住土顆粒,使土顆粒間更為緊密.MgO摻量為10%時(shí)土顆粒排布較為松散;MgO摻量為15%和20%時(shí)試樣的結(jié)構(gòu)較摻量為10%時(shí)更加緊密,且MgO摻量為15%的試樣結(jié)構(gòu)致密程度與摻量為20%的相近,說明隨著MgO摻量的增加,形成的結(jié)構(gòu)更為致密,進(jìn)一步驗(yàn)證隨著MgO摻量的提高,試樣無側(cè)限抗壓強(qiáng)度增大、破壞應(yīng)變減小,MgO摻量為15%時(shí)MOC已能夠較好填充孔隙.已有研究[6]表明,三相產(chǎn)物與五相產(chǎn)物均為針狀結(jié)晶,僅從掃描電鏡圖中難以辨別,故具體產(chǎn)物需要通過XRD試驗(yàn)進(jìn)一步分析.

(a)n(H2O)/n(MgCl2)=16, w(MgO)=10%

圖11為不同養(yǎng)護(hù)齡期下水氯比為16、MgO摻量為20%時(shí)試樣的XRD圖譜.由圖可知,MOC固化淤泥的產(chǎn)物以三相為主,生成了少量五相產(chǎn)物.三相產(chǎn)物衍射峰出現(xiàn)在2θ=10.86°,14.83°,21.82°,22.96°,24.99°,32.96°.養(yǎng)護(hù)1 d試樣圖譜的三相產(chǎn)物峰強(qiáng)明顯較其余兩個(gè)齡期圖譜峰強(qiáng)低,三相產(chǎn)物的峰強(qiáng)隨著養(yǎng)護(hù)齡期的上升而上升.28 d試樣圖譜五相產(chǎn)物峰強(qiáng)較7 d試樣的有所下降,進(jìn)一步證明前文所述試樣在14 d后強(qiáng)度發(fā)生下降是由堿性環(huán)境難以維持導(dǎo)致五相產(chǎn)物向力學(xué)性能較差的三相產(chǎn)物轉(zhuǎn)化引起的.同時(shí)圖譜中發(fā)現(xiàn)仍有少量MgCl2·6H2O峰,表明部分MgCl2·6H2O未能參與反應(yīng),在一定程度上影響了土體的堿性環(huán)境,進(jìn)而導(dǎo)致了五相的轉(zhuǎn)化.

圖11 MOC固化淤泥的XRD圖譜

3 結(jié) 論

(1)MOC固化淤泥的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨水氯比的上升先增大后減小,最優(yōu)水氯比為17;無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨MgO摻量的增加而上升.試樣具有良好的早強(qiáng)性能,7 d強(qiáng)度可達(dá)14 d強(qiáng)度的94%以上,但14 d后試樣無側(cè)限抗壓強(qiáng)度會隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增長而降低.

(2)相同水氯比下,MOC固化淤泥的破壞應(yīng)變隨MgO摻量的增大而減小,且均小于2%.彈性模量E50與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系可以表示為E50=(63.2～93.7)qu.MOC固化土彈性模量與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的關(guān)系可近似采用線性表達(dá)式E50=76.82qu表示,優(yōu)度可達(dá)0.986.MOC固化淤泥彈性模量與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度之比的下限與文獻(xiàn)中MgO碳化固化土以及水泥、石灰等固化土相近,但上限偏低.

(3)MOC固化淤泥中MgO在MgCl2溶液中發(fā)生中和反應(yīng),生成產(chǎn)物以針狀三相為主,并含有少量五相.MOC固化淤泥的pH隨水氯比的增大呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,試樣堿性環(huán)境越穩(wěn)定,pH越高,生成的產(chǎn)物越多,形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)越致密,MOC固化淤泥的力學(xué)性能也越優(yōu)越.同時(shí)宏觀和微觀研究表明MOC固化淤泥存在力學(xué)性能較好的五相向力學(xué)性能較差的三相轉(zhuǎn)化的趨勢,MOC固化淤泥的耐久性仍需進(jìn)一步研究.